細胞質(zhì)雄性不育作為農(nóng)作物雜種優(yōu)勢利用的主要途徑之一,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。目前國內(nèi)油菜細胞質(zhì)雄性不育類型單一,提高油菜產(chǎn)量、解決胞質(zhì)利用單一性問題至關(guān)重要。Nsa CMS與當前的Nap CMS、Ogu CMS、Pol CMS、Tour CMS系統(tǒng)均不相同,是一個具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型異源細胞質(zhì)雄性不育系。Nsa CMS雄性敗育徹底、不育性穩(wěn)定,目前已實現(xiàn)三系配套,有望利用該系統(tǒng)組配出優(yōu)良的雜交組合,具有較大的育種應(yīng)用潛力。然而,目前該不育系統(tǒng)的不育基因及敗育機理依舊不明確。本研究通過全基因組測序,分析比對Nsa CMS不育系、保持系和野芥的線粒體基因組,鑒定獲得特異的開放閱讀框（ORFs）,利用遺傳轉(zhuǎn)化、亞細胞定位進一步驗證Nsa CMS的不育基因及其功能;并通過對Nsa CMS的細胞學觀察、活性氧、能量代謝、轉(zhuǎn)錄組分析等實驗揭示Nsa CMS的敗育機理。本研究取得的主要結(jié)果如下:1.表型與細胞學觀察表明Nsa CMS與Pol CMS和Ogu CMS的敗育特點不同,敗育徹底、花藥退化早。半薄切片觀察表明Nsa CMS花粉在發(fā)育至四分體時期絨氈層厚度變薄,有降解痕跡,表現(xiàn)出明顯的... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略表
1 前言
    1.1 細胞質(zhì)雄性不育類型
        1.1.1 孢子體不育與配子體不育
        1.1.2 細胞質(zhì)來源
    1.2 細胞質(zhì)雄性不育基因的特征及鑒定方法
        1.2.1 不育基因的特征
        1.2.2 表達分析鑒定不育基因
        1.2.3 遺傳轉(zhuǎn)化驗證
    1.3 細胞質(zhì)雄性不育機理研究進展
    1.4 課題由來
    1.5 研究的目的和意義
2 材料方法
    2.1 植物材料
    2.2 表達載體和菌株
    2.3 實驗方法
        2.3.1 植物材料DNA提取
        2.3.2 RNA的提取
        2.3.3 cDNA一鏈合成
        2.3.4 線粒體基因熒光定量分析
        2.3.5 RNA印記(Northern Blot)分析
        2.3.6 原核表達分析
        2.3.7 活性氧(ROS)檢測
        2.3.8 亞細胞定位
        2.3.9 遺傳載體構(gòu)建及轉(zhuǎn)化實驗
        2.3.10 轉(zhuǎn)錄組分析
        2.3.11 電鏡半薄切片觀察
        2.3.12 基因及基因的組分析
3 結(jié)果
    3.1 油菜Nsa CMS不育系的表型及細胞學觀察
        3.1.1 油菜Nsa CMS不育系表型觀察
        3.1.2 油菜Nsa CMS不育系的敗育時期觀察
    3.2 Nsa CMS線粒體基因組組成分析
        3.2.1 線粒體基因組共線性分析
        3.2.2 Nsa CMS功能基因來源分析
        3.2.3 Nsa CMS多種線粒體單倍型(mitotype)分析
        3.2.4 Nsa CMS線粒體基因組進化分析
        3.2.5 Nsa CMS與保持系中差異開放閱讀框的鑒定
    3.3 Nsa CMS不育關(guān)聯(lián)基因的鑒定
        3.3.1 候選不育基因的RT-PCR鑒定
        3.3.2 候選不育基因的進化分析
        3.3.3 Northern Blot分析候選不育基因的表達
        3.3.4 候選不育基因的毒性分析
        3.3.5 三個候選不育基因遺傳轉(zhuǎn)化分析
    3.4 orf346基因研究及標記開發(fā)
        3.4.1 orf346同nad3和rps12 共轉(zhuǎn)錄
        3.4.2 ORF346的亞細胞定位
        3.4.3 orf346表達對大腸桿菌致毒性研究
        3.4.4 orf346與活性氧之間的關(guān)系
        3.4.5 orf346 導致ATP生成減少
        3.4.6 orf346對油菜基因表達的影響分析
        3.4.7 orf346標記開發(fā)
    3.5 Nsa CMS敗育機理研究
        3.5.1 Nsa CMS敗育同活性氧之間的關(guān)系
        3.5.2 Nsa CMS同激素之間的關(guān)系
        3.5.3 Nsa CMS敗育同線粒體功能基因表達之間的關(guān)系
        3.5.4 Nsa CMS同保持系功能基因的差異分析
        3.5.5 Nsa CMS轉(zhuǎn)錄組分析
4 討論
    4.1 Nsa CMS線粒體基因組組成
    4.2 orf346為Nsa CMS的不育基因
    4.3 ORF346是具有毒性的線粒體膜蛋白
    4.4 Nsa CMS與活性氧積累有關(guān)
    4.5 Nsa CMS敗育與能量下降有關(guān)
    4.6 Nsa CMS同激素的關(guān)系
    4.7 總結(jié)和展望
5 參考文獻
附錄
    附錄1 部分實驗的詳細操作步驟
        一、DNA提取步驟
        二、RNA的提取步驟
        四、Western blot操作步驟
        五、擬南芥轉(zhuǎn)化實驗
        六、甘藍型油菜遺傳轉(zhuǎn)化
    附錄2 部分實驗所需試劑配方
    附錄3 實驗所需引物列表
    附錄4 作者簡介和在讀期間發(fā)表的論文或者會議摘要
致謝



本文編號：3187150