小麦雄性不育基因的鉴定和杂种优势利用

雄性不育是杂种优势利用的重要性状.作物雄性不育基因的鉴定加深了人们对花药和花粉发育分子机理的认知,并使许多基于生物技术的雄性不育系统在作物杂交育种中的开发和有效利用成为可能.与水稻、玉米等作物相比,由于基因组相对复杂,小麦雄性不育基因的研究进展较为滞后,仅有部分基因被定位或克隆.同时,小麦作为主要的粮食作物,目前仍未实现杂交种规模生产和杂种优势的大面积利用,加速小麦杂交种生产和杂种优势利用研究对保障国家粮食安全具有重要意义.本文总结了近年来小麦雄性不育基因的鉴定,以及其在杂交种生产中的应用研究情况,并对新一代小麦杂交种生产技术研究中存在的问题进行了探讨,为后续麦类作物雄性不育基因的进一步研究与利用提供参考.     

小麦显性矮秆基因Rht 10与着丝点间遗传距离的测定

矮变一号是西安市农业科学研究所从地方品种矮秆早中选出的矮秆基因突变体,株高仅25cm左右.该突变体的矮秆性呈显性遗传,其显性单基因Rht10位于4D染色体短臂上.在已知的矮秆基因中,Rht10矮秆基因的降秆作用最强,杂交后代向高矮两极分离,其育种价值尚未得到开发,但作为标记性状却十分理想.矮败小麦就是以该矮秆基因(Rht10)为标记的     

水稻萍乡显性核不育基因的定位

水稻基因互作型显性核不育材料萍乡核不育株是来自水稻保持系萍乡可育株的突变型,用萍乡核不育株、萍乡可育株与不含对萍乡核不育有恢复能力的互作基因的常规品种测６４聚合杂交得到的［（萍乡核不育株×测 ６４）Ｆ_(１不育)×萍乡可育株］ Ｆ_１和［萍乡核不育株×（萍乡可育株×测６４） Ｆ_１］ Ｆ_１作为分离群体,利用分子标记将该核不育基因定位于第１０染色体的微卫星标记ＲＭ２２８和ＲＭ２５８之间;进一步发现距离该核不育基因 ２．６ｃＭ的 ＲＦＬＰ标记 Ｇ２１５５．该基因暂定名为 Ｍ_(ｓ－ｐ)．     

红莲型细胞质雄性不育线粒体相关嵌合基因的发现

以水稻红莲型（HL）粤泰细胞质雄性不育系A和保持系B及杂种一代F1为研究材料，以在DNA和RNA水平均存在差异的atp6基因为探针，筛选A和B的线粒体基因组文库，找到了与红莲型细胞质雄性不育相关的嵌合基因orfH79。该基因位于atp6基因的下游，由coxI的部分编码序列以及一段未知来源的序列构成。PCR和Southern分析均证实了orfh79不育胞质线粒体的特异性。     

棉花胞质雄性不育育性恢复基因的RAPD-PCR标记筛选

棉花具有十分明显的杂种优势,利用棉花杂种优势已成为一种提高产量、品质和抗病性的有效途径。目前国内外都十分关注棉花胞质雄性不育系的研究和利用。60年代以来,Meyer等人先后培育了具有异常棉(G.anomalum)、亚洲棉(G.arboreum)、哈克尼西棉(G.harknessii)胞质雄性不育系,并实现了三系配套。印度用哈克尼西棉胞质不育系筛选出杂种棉组合MECH4在生产上利用。最近Stewart(1992),贾占昌(1990),周世象(1992,私人通讯)也分别选育出了三裂棉(G,trilobum)、陆地棉、海岛棉(G.barbadense)胞质不育系。它们的利用价值尚待进一步研究。南京农业大学棉花遗传育种室对我国现有的3种棉花细胞质雄性不育系进行了多学科的理论研究。鉴于目前国内外现有的不育系、恢复系的产量都比较低,不易选育出高产的胞质雄性不育杂种棉这一现状,从90年代初也开始了大规模的不育系、恢复系回交转育工作。为了提高恢复系选育的效率,更是为了筛选步移克隆Rf基因分子探针,我们开展了我国棉花104-7A胞质雄性不育育性恢复基因RAPD-PCR标记的筛选研究。本文是棉花重要农艺性状分子标记(RFLP或RAPD-PCR)筛选成功的首次报道。     

水稻叶片显性早衰突变体psl3的遗传分析与基因精细定位

衰老是一个主动的过程,包括细胞结构、新陈代谢、基因表达有序发生变化,对植物生存繁衍具有积极的意义,但早衰则对农业生产会产生重要影响,不利于经济性状的获得,研究早衰的分子机理具有重要的意义.利用甲基磺酸乙酯诱变恢复系缙恢10号获得了一个叶片早衰突变体,5叶期前叶片正常绿色,从6叶至剑叶每张叶片从叶尖到叶基部逐渐衰老,叶绿体膜结构破坏、光合色素含量和光合能力及可溶性蛋白含量显著下降,SOD酶活性异常.遗传分析显示该突变性状受一显性单基因控制,暂命名为psl3(presenescing leaf3).利用分子标记将PSL3基因定位于第7染色体标记c7sr1与ID10之间,物理距离为53.5kb,为该基因的图位克隆奠定了基础.     

油菜Polima和陕2A细胞质雄性不育系相关基因的序列比较

orf224是在油菜Polima胞质中发现的一个与细胞雄性不育相关的线粒体基因,陕2A不育系则是我国第一个大面积推广的杂交油菜品种“秦油2号”的亲三,Polima和陕2A的基因组DNA为模板,通过合成5′和3′端一对待异引物,利用多聚酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR）从两个不育系的基因组DNA中都扩增出了与orf224同源的DNA片段,将其克隆到pGEM-TEasy载体上进行序列测定,测序结果表明：两序列均由675个核苷酸组成,编码224个氨基酸组成的多肽,两序列的核苷酸及推导出的氨基酸同源性分别为99．9％和99．6％,在＋398处两者有一个碱基的差异（AAC→AGC）和一个氨基酸的差异（Asn→Ser）,从而证实了Polima和陕2A为线粒体上同一座位的不同等位基因的差异。     

水稻雄性不育突变体OsMS-L的遗传与定位分析

通过对粳稻9522辐射诱变, 得到一隐性核不育的水稻雄性不育突变体OsMS-L, 对OsMS-L进行组织切片观察发现, 在小孢子时期绒毡层不退化, 小孢子不能发育成花粉粒. 花粉发育后期绒毡层异常增大, 小孢子破碎. OsMS-L与籼稻龙特甫B杂交, 自交获得F2代分离群体进行遗传定位. 通过遗传定位方法, 首先将突变基因座位定位在水稻第2染色体SSR标记RM109和RM7562之间. 为了对OsMS-L座位进行精细定位, 我们在RM109和RM7562之间发展了11对有多态性InDel分子标记, 将该基因座位定位在LHS10和LHS6之间, 距离二者都为0.4 cM, 物理距离为133 kb, 为最终克隆OsMS-L基因奠定了基础.     

大豆GmLlsl基因的克隆及表达调控分析

玉米的叶片坏死斑点(lethal leaf-spot 1,Lls1)基因及其拟南芥中的同功能基因已证明编码叶绿素分解代谢中的关键酶脱镁叶绿酸氧化酶(pheide a oxygenase,PaO)．为了深入研究大豆叶片衰老过程中叶绿素分解代谢的调控机制,从大豆中克隆了玉米Lls1的同源基因,其cDNA全长1817bp,命名为GmLls1(GenBank登录号：DQ154009)．序列分析表明,该基因与拟南芥、玉米、豇豆和番茄等的Lls1及其同功能基因具有很高的同源性,其编码蛋白含有典型的Rieske[2Fe-2S]结构域、非亚铁血红素铁结合域和C-末端CXXC基序,这些都是PaO功能蛋白所具有的典型结构特征．RT-PCR结果显示,在大豆叶片自然衰老、人工黑暗诱导衰老和子叶衰老3个系统中,GmLls1基因都表现出明显的衰老上调趋势．进一步分析发现,在因敲减类受体蛋白激酶rlpk2基因而导致衰老延缓的大豆转基因叶片中,GmLls1的表达显著下降,而在因过表达rlpk2而导致加速衰老的转基因叶片中,GmLls1的转录本积累明显增加,暗示RLPK2介导的信号途径可能参与调控GmLls1在大豆叶片衰老过程中的表达,而rlpk2-RNAi转基因离体叶片光照下表现出lls1突变体典型的斑状失绿坏死表型则进一步支持了上述推论．     

一个猪免疫球蛋白IgG H链基因的克隆、序列分析及表达

用RT PCR方法从猪脾脏中分离到一段 1 42 5bp的DNA片段 ,该片段编码免疫球蛋白基因 .经全序列分析证明此片段与前人报道的序列有较高同源性 ,其C区属于猪Igγ链基因亚类 3.用EcoRⅠ和NsiⅠ切点将该片段切下插入pET 3b(NSEB) ( - )中 ,表达出约 5 2ku的蛋白质 ,表达量约为 2 1 % .     

应用分子生物学方法诱导植物雄性不育:生物学基础和前景

本文着重介绍了花药和花粉发育过程中基因表达的特点和复杂性,花药和花粉的特异性基因以及特异性基因的调节等方面的研究进展,讨论了应用上述特异性基因的调节序列与一定的目的基因(如核糖核酸酶基因)构建的嵌合基因诱导植物雄性不育的前景和这种分子生物学方法在作物杂种优势利用过程中遇到的问题。     

植物雄性不育的遗传机制探讨

本文评述了雄性不育性的遗传分类、细胞质育性因子、核质互作方式、环境调控、遗传操作等方面的研究进展，提出了解释雄性不育产生的双基因模型假说，认为控制雄性育性表达有二类核基因，一类是控制小孢子发生过程的基因（花粉发育结构基因），另一类是调控花纷发育结构基因表达条件的基因（调节基因），这二类基因任一发生突变均将产生遗传的雄性不育，细胞质（内环境）和生境（外环境）通过调控调节基因的表达成其产物，使得花纷发育结构基因表达所需条件不能满足而导致雄性不育．     

植物雄性不育的遗传理论及其哲学观

本文对植物雄性不育的遗传理论及其研究的发展作了综合性的评述;并从哲学的高度,对植物雄性不育遗传理论的研究方法,现有矛盾和存在问题以及发展该遗传理论的方向等作了概括的分析和讨论;认为逐步建立一种“综合理论体系”,是使值物雄性不育遗传理论得以不断发展和完善的必然途径,并对提出的综合理论的一个刍型作了简要介绍和讨论。全文分四大部分：（１）植物雄性不育（Ｐ—ｍｓｔ）遗传理论的发展大观;（２）Ｐ—ｍｓｔ遗传研究的方法论;（３）Ｐ—ｍｓｔ遗传理论的矛盾论;（４）Ｐ—ｍｓｔ遗传理论的发展论。     

在植物中表达农用医用动物基因

在植物中表达农用医用动物基因是必要的，也是十分有意义的。本文对动物基因在植物中的整合、转录和表达作了回顾，并提出了一些自己的看法。