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甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料1575A的研究

作　者: 王一峰
导　师: 董振生
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 甘蓝型油菜细胞质雄性不育分子鉴定半定量RT-PCR 1575A
分类号: S565.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
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内容摘要

细胞质雄性不育性,是油菜育种中最有利用价值的授粉控制系统。目前油菜育种中能利用的细胞质不育类型很少,长期利用同一种细胞质不育系,容易引起细胞质单一化,不利于杂交油菜的发展。因此,挖掘和鉴定新的细胞质雄性不育系,对杂交油菜的生产具有重要意义。1575A是西北农林科技大学油菜育种课题组新育成的细胞质雄性不育材料,多年测交试验发现其不育性十分稳定,几乎所有的甘蓝型油菜都能将它的不育性保持,但是很难找到恢复系,这一特性很像甘蓝型油菜萝卜质不育系(ogu CMS),但是它跟萝卜质不育系最大的区别在于它没有苗期遇低温心叶黄化现象、长势良好且拥有正常的蜜腺。本试验想通过形态学观察、恢保关系的测定以及分子鉴定等方法对1575A进行初步研究,为今后1575A的深入研究积累理论基础。主要研究结果如下:1. 1575A的花瓣比较平滑,表面宽而大,雄蕊退化,柱头外露,不同的保持系对它的保持效果不同,主要有四种类型,第一种雄蕊完全退化;第二种花瓣大而圆,雄蕊短小未伸出花瓣;第三种花瓣窄而长,雄蕊短未伸出花瓣;最后一种花器形态接近正常可育系,但是没有花粉,1575A花器形态和已知的不育系ogu CMS和nap CMS有明显的差异。此外,1575A与ogu CMS相比,心叶遇低温不缺绿,蜜腺发育良好呈深绿色。2.以陕3A(属于陕2A系列)为对照,用41份甘蓝型油菜作测验种,分别与1575A和陕3A杂交,测交结果表明,41份材料均是1575A的保持系,其中有14份油菜使得陕3A育性恢复,27份是陕3A的保持系,这表明1575A和陕3A的恢保关系不同,不属于陕2A系列。另外,在2010年扩大测交范围用168份测交材料(包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜、油菜近缘种)对1575A进行测交,找到了一个1575A的恢复系。3.依据已报道的甘蓝型油菜细胞质雄性不育相关基因orf138、orf222和orf224设计引物,对1575A、陕3A、ogu CMS以及nap CMS的线粒体DNA做特异引物的PCR扩增,结果显示,1575A的线粒体DNA同时含有基因orf138和基因orf222的同源序列,且与已报道的基因orf138(登录号为:AB055435)、orf222(登录号为:DQ872162)序列同源性均为100%。4.采用RT-PCR技术在1575A中同时克隆得到了orf138基因和orf222基因,半定量RT-PCR分析结果显示,orf138基因在1575A中的表达量与ogu CMS中没有差异;orf222基因在1575A中的表达量低于nap CMS中的表达,推测1575A的育性主要受orf138基因控制,可能受orf222基因的调节。另外,对orf138基因在1575A和ogu CMS不同发育阶段表达量的定量分析结果显示,orf138在ogu CMS不同发育时期没有差异,在1575A的暗培养黄化苗期表达量低于绿苗期和花蕾中的表达量,推测ogu CMS的不育性与黄化现象没有连锁关系,1575A缺绿症的恢复可能与nap CMS胞质的渗入有关。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章文献综述  11-24
  1.1 引言  11
  1.2 植物雄性不育研究  11-13
    1.2.1 植物雄性不育的类型  12
    1.2.2 植物雄性不育产生的途径  12-13
    1.2.3 作物雄性不育在育种中的应用  13
  1.3 植物细胞质雄性不育研究进展  13-15
    1.3.1 植物细胞质雄性不育的分子基础  13-14
    1.3.2 植物细胞质雄性不育的分子机理  14-15
  1.4 植物细胞质雄性不育类型的鉴定  15-17
    1.4.1 恢保关系的测定  16
    1.4.2 细胞质雄性不育的分子特异性鉴定  16-17
  1.5 甘蓝型油菜细胞质雄性不育的研究进展  17-21
    1.5.1 波里马细胞质不育系（Pol CMS）  17-18
    1.5.2 陕2A 细胞质雄性不育系（Shan 2A）  18
    1.5.3 nap 胞质不育系（nap CMS）  18
    1.5.4 甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系（ogu CMS）  18-19
    1.5.5 甘蓝型油菜细胞质雄性不育的分子研究  19-21
  1.6 本试验的目的及研究方法  21-24
    1.6.1 本试验的研究内容  22
    1.6.2 本试验的研究方法  22-23
    1.6.3 本试验的技术路线  23-24
第二章甘蓝型油菜1575A 的形态学研究及恢保关系的测定  24-31
  2.1 材料与方法  24-25
    2.1.1 材料  24-25
    2.1.2 方法  25
  2.2 结果与分析  25-29
    2.2.1 形态学观察  25-28
    2.2.2 恢保关系的测定  28-29
  2.3 讨论  29-31
第三章甘蓝型油菜1575A 细胞质不育类型的分子鉴定  31-39
  3.1 材料与方法  31-33
    3.1.1 材料  31
    3.1.2 方法  31-33
  3.2 结果与分析  33-37
    3.2.1 线粒体 DNA 的质量检测  33-34
    3.2.2 特异引物的 PCR 扩增  34-35
    3.2.3 基因orf138 特异引物的验证性 PCR 扩增  35-36
    3.2.4 序列分析  36-37
  3.3 讨论  37-39
    3.3.1 不育胞质的鉴定  37-38
    3.3.2 1575A 的分子特征  38
    3.3.3 1575A 的应用前景  38-39
第四章甘蓝型油菜1575A 育性相关基因的表达分析  39-45
  4.1 材料与方法  39-41
    4.1.1 材料及主要试剂  39-40
    4.1.2 方法  40-41
  4.2 结果与分析  41-43
    4.2.1 RNA 质量检测  41
    4.2.2 不育基因的 RT-PCR 分析  41-42
    4.2.3 不育基因的半定量 RT-PCR 分析  42-43
  4.3 讨论  43-45
第五章结论  45-47
  5.1 1575A 的形态特征  45
  5.2 1575A 的恢保关系  45
  5.3 1575A 胞质不育类型的分子鉴定  45
  5.4 1575A 不育相关基因的表达分析  45-47
参考文献  47-52
致谢  52-53
作者简介  53

甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料1575A的研究

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