發(fā)布時間：2020-05-06 19:20

【摘要】：我國煙草育種和生產(chǎn)上使用的雄性不育胞質(zhì)主要是sua-CMS一種類型,長期使用單一不育胞質(zhì)遺傳基礎(chǔ)脆弱,在生產(chǎn)上具有較高的潛在風(fēng)險。本研究通過生物信息學(xué)方法和特異性O(shè)RFs的PCR擴(kuò)增獲得了煙草sua-CMS不育類型的分子特征;通過半定量、熒光定量表達(dá)、酶活性分析和RNA編輯的研究方法,探討sua-CMS的不育特點(diǎn),為sua-CMS不育機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。tab1-CMS是在K326中發(fā)現(xiàn)的一個雄性不育材料,該不育材料敗育徹底,通過比較該不育系和保持系在花期農(nóng)藝性狀和苗期抗病性的差異,評價tab1-CMS的不育特點(diǎn),為鑒定和利用新的不育胞質(zhì)類型奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:(1)利用ORF-Finder,BLASTN,BLASTX在煙草中煙100不育系和保持系的線粒體基因組中篩選ORF70的ORFs,通過BLAST比對,對sua-CMS不育系特有的31個ORFs設(shè)計特異性引物,在煙草七種胞質(zhì)雄性不育類型(sua-,glu-,rep-,rus-,tab1-,tab2-,tab3-)不育系和保持系中進(jìn)行擴(kuò)增,發(fā)現(xiàn)位于sua-CMS不育系線粒體基因組上122845-123313、372705-343743、414430-415454三個區(qū)段的六個ORFs(ORF82、ORF103、ORF115~a、ORF100、ORF115~b、ORF91)是sua-CMS不育系特有的。進(jìn)一步利用三個可育煙草Speight G-28、K326、NC82分別與七種胞質(zhì)不育類型雜交并回交得到的BC1F1代,以及三個sua-CMS不育胞質(zhì)回交十代以上的不育系和三個sua-CMS不育胞質(zhì)雜交種為材料,在三個區(qū)段內(nèi)進(jìn)行PCR擴(kuò)增,結(jié)果僅在含有sua-CMS不育胞質(zhì)的煙草中可以擴(kuò)增出相應(yīng)大小的條帶,其他不育胞質(zhì)類型和可育煙草中均無擴(kuò)增,表明這三個區(qū)段為sua-CMS不育系所特有。(2)半定量RT-PCR和熒光定量qRT-PCR分析了煙草sua-CMS和可育系六個ORFs(ORF82、ORF103、ORF115~a、ORF100、ORF115~b、ORF91)在不同組織部位(葉片、花蕾、花藥和根)的相對表達(dá)量,結(jié)果表明,六個ORFs均在不育系的花蕾和花藥中高表達(dá),在可育系中未表達(dá)。(3)對24個線粒體編碼基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增后序列比對,進(jìn)行RNA編輯位點(diǎn)分析,分析RNA編輯的特點(diǎn),并對與線粒體復(fù)合物III、IV相關(guān)的基因(COX1、COX2、COX3、COB)在葉片和花蕾中的相對表達(dá)量進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)RNA編輯對sua-CMS不育系和可育系有著廣泛的影響,可育系中存在較多的RNA編輯位點(diǎn),基因的相對表達(dá)量均表現(xiàn)出在sua-CMS不育系和可育系的花蕾中高表達(dá),sua-CMS不育系的相對表達(dá)量更高。(4)比較分析煙草tab1-CMS不育胞質(zhì)同保持系在花期主要農(nóng)藝性狀和苗期抗病性(TMV、CMV、PVY、黑脛病和青枯病)方面的差異,結(jié)果表明,tab1-CMS的不育胞質(zhì)在抗TMV、PVY、CMV、黑脛病和青枯病上同可育胞質(zhì)沒有顯著差異,兩種胞質(zhì)在株高性狀上有顯著差異,在莖圍、葉長、葉寬和有效葉片數(shù)性狀上無顯著差異。
【圖文】：

圖 1.1 細(xì)胞質(zhì)雄性不育原理圖Fig1.1 Schematic diagram of cytoplasmic male sterility的基因克隆和作用機(jī)制的機(jī)制十分復(fù)雜（Hengetal.,2017），上世紀(jì) 70 年代以來，、高梁、蘿卜、棉花、油菜和洋蔥等多種作物中開展了細(xì)胞玉花等, 2010）。用種屬間核質(zhì)置換的方法創(chuàng)制成了第一個小麥胞質(zhì)雄性不育具有劃時代的意義。此后，Wilson 等研究者發(fā)現(xiàn)了具有提莫株以及其保持系和恢復(fù)系，實現(xiàn)了“三系法配套”，極大地育系投入農(nóng)業(yè)實際應(yīng)用的研究（桑偉等, 2005）。此外，，還麥胞質(zhì)雄性不育系。物的細(xì)胞質(zhì)雄性不育研究中，Ogura 早在蘿卜中發(fā)現(xiàn)了 CM被廣泛應(yīng)用于甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜等作物的雜種優(yōu)勢上被人們廣泛了解（吳海濤, 2009）。此外，在芥菜中，與野生不同的不育系。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 引 言真核生物的能量代謝是在線粒體中完成的（李雙雙等,2011），在植物線粒體基因組中，約有60 個保守基因編碼大約 30 個蛋白，形成呼吸鏈代謝的 5 個復(fù)合物亞基：復(fù)合體 I 基因（NAD1NAD2、NAD3、NAD4、NAD4L、NAD5）、復(fù)合體 II 基因（SDH4 和 SDH3）、復(fù)合體 III 基因（COB）、復(fù)合體 IV 基因（COX1、COX2、COX3）、復(fù)合體 V 基因（ATP1、ATP4、ATP6、ATP8、ATP9）和細(xì)胞色素 C 合成基因（ccmC、ccmB、ccmFC、ccmFN）（圖 1.2）。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S572

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