玉米是雜種優(yōu)勢利用中最為普遍的一類作物,而利用雄性不育系是玉米雜種優(yōu)勢利用中簡化制種程序、降低制種成本的一種重要手段。但由于玉米C型胞質(zhì)雄性不育產(chǎn)生的分子機(jī)理極其復(fù)雜,其不育機(jī)制至今尚未明確。本研究對玉米C型胞質(zhì)雄性不育的候選基因進(jìn)行了初步的功能分析,主要結(jié)論有以下幾個(gè)方面:1.玉米C型胞質(zhì)不育系中的atp9、atp6-C及cox2-C均是重組基因,其中atp9基因是非編碼區(qū)發(fā)生重組。不育系中atp6-C基因5’端的39bp與atp9基因5’端的39 bp具有同源性,只在第15個(gè)堿基處存在SNP;atp6-C基因中部是由442bp未知來源區(qū)域組成;atp6-C基因3′端的764 bp與保持系atp6基因3’端的764bp具有高度同源性,只存在2個(gè)SNP。cox2-C基因由三部分組成,第一部分與保持系atp6基因5’端的440bp相同;第二部分是保持系atp6基因與cox2基因上游同源序列的111bp加上cox2基因7bp的特異序列,共118bp;第三部分與cox2基因1577bp具有高度同源性,內(nèi)含子部分存在2個(gè)堿基的差異。atp6-C與cox2-C這兩個(gè)基因的mRNA均存在C-U的R... 

【文章來源】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SPT保持系繁種方式(引自Hondredetal.,2009)

4隨著研究的不斷深入，SPT技術(shù)也被應(yīng)用到水稻細(xì)胞核雄性不育中，鄧興旺等利用SPT技術(shù)將花粉絨氈層特異表達(dá)的水稻細(xì)胞核雄性不育基因OsNP1(OryzasativaNoPollen1)與花粉致死基因和籽粒熒光基因連鎖構(gòu)建SPT保持系表達(dá)盒，SPT系自交產(chǎn)生1：1比例的正�？捎ǚ叟c不育花粉，約85%的F1單株產(chǎn)量超過了其親本，比當(dāng)?shù)刈詈玫钠贩N增產(chǎn)約10%[21]，表明該技術(shù)在雜交水稻育種和生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。圖1-2SPT保持系繁種方式(引自Hondredetal.,2009)Figure1-2SPTmaintainsystemcomplexway圖1-3SPT不育系繁種方式(引自Hondredetal.,2009)Figure1-3SPTmalesterilelinepropagationmode1.2.2細(xì)胞質(zhì)雄性不育在雜種優(yōu)勢中的應(yīng)用細(xì)胞質(zhì)雄性不育采用三系配套法制種(圖1-4)，“三系”的關(guān)系：不育系=不育系×保持系；保持系=保持系×保持系；恢復(fù)系=恢復(fù)系×恢復(fù)系，不育系與恢復(fù)系雜交來生產(chǎn)雜交種子。在細(xì)胞質(zhì)雄性不育

5的三系中只有不育系是沒有花粉的，需要通過保持系來保持它的不育性，恢復(fù)系雜交其育性恢復(fù)。圖1-4三系法配套的基本原理Figure1-4Threelinemethod早在上世紀(jì)30-70年代，玉米的T型胞質(zhì)雄性不育在美國玉米種子生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，一度占美國玉米雜交種子總量的80%以上。然而，由于T型不育胞質(zhì)高感玉米小斑病T小種，導(dǎo)致玉米雜交種產(chǎn)量嚴(yán)重降低，給美國玉米生產(chǎn)造成了巨大損失，最終被迫終止使用[22-23]。S型胞質(zhì)不育屬于配子體型雄性不育，由于受環(huán)境和核基因背景的影響導(dǎo)致花粉敗育不完全，其不育性穩(wěn)定性較差，在利用過程中需要選擇較好的不育胞質(zhì)類型[24]。C型胞質(zhì)不育屬于孢子體不育[25]，其不育性比較穩(wěn)定，魏建昆曾經(jīng)報(bào)道在四川雅安發(fā)現(xiàn)了玉米小斑病C小種[26]，引起了育種工作者的極大關(guān)注。但是后來研究發(fā)現(xiàn)C小種只對CI亞組�；腥�，而對CII和CIII亞組沒有�；腥綶27-28]。因此，C型胞質(zhì)雄性不育近年來受到研究者的廣泛關(guān)注。1.3細(xì)胞質(zhì)雄性不育的分子機(jī)理1.3.1線粒體與雄性不育線粒體是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷(ATP)的主要場所，它為細(xì)胞活動(dòng)提供必需的能量，因此被稱為“細(xì)胞動(dòng)力工廠”。植物線粒體基因組比動(dòng)物、真菌的線粒體基因組大，且不同植物物種間線粒體基因組大小相差也很大，從120到2700kb不等。至今為止，研究者還沒有發(fā)現(xiàn)任何兩個(gè)物種中導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)雄性不育的基因是一致的，也就是說線粒體基因組發(fā)生突變具有低頻率、不正常重組和非同源末端連接活性的特點(diǎn)[29-30]。擬南芥和苔類植物線粒體基因組測序的結(jié)果說明高等植物線粒體基因組具有高度可變性，這主要是由高度的基因重組和外源基因的整合引起的。在幾乎所有的高等植物線粒體基因組中均存在重組引起的不同程度的重復(fù)序列[31]。線粒體內(nèi)膜上含

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3242711