园艺专业毕业论文大白菜核基因雄性不育抑制差减文库构建

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1、摘要大白菜为两性花异花传粉蔬菜作物，杂种优势十分显著。由于其花器官小，单花结籽少，而单位面积的播种量又较大，常规的杂交制种必然存在去雄费工、费力、成本高等缺点。本课题组率先育成100%不育株率的雄性不育材料，但是，对其遗传规律的认识还停留在形态和细胞水平，产生雄性不育的分子基理还不清楚。本部分试验以大白菜核基因雄性不育甲型两用系不育、可育花蕾为材料，构建正反抑制差减cDNA文库，筛选出的大白菜育性相关多铜氧化酶基因,并通过序列测定及生物信息学分析鉴定这个基因的功能，并利用RT-PCR技术分析基因时空表达模

2、式。为进一步克隆相关基因、揭示大白菜核基因雄性不育分子机理奠定。主要研究结果如下：（一）须须根、根、茎、叶、蕾中的RT-PCR时序表达结果显示，该基因除在可育花蕾中表达外，可育植株的其它部位及不育植株中均没有表达。不同等级大小花蕾中的时序表达结果显示，各等级可育花蕾中均有同等程度的表达，而在不育花蕾中均不表达。可育花蕾中花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊只在雄蕊中表达，而在其他花器官组织中均不表达。表明该基因为大白菜花蕾发育调控基因，它对育性控制发生在花蕾发生初期就已起作用。。（二）说明BFAPG基因是一个受大白菜细

3、胞核雄性不育基因抑制的基因。并且其基因可能与雄蕊的生长于发育有关，BFAPG基因的分离与表达分析可为进一步探讨氨基酸代谢在大白菜育性调控中的可能作用提供帮助。19前言白菜（BrassicacampestrisL.ssp.pekinensisMakino）属十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种，起源于中国，栽培历史悠久，资源丰富，类型多样，是我国重要蔬菜之一，在各类蔬菜中栽培面积最大。在国际上，大白菜也从我国向世界各国传播，其中日本、朝鲜及东南亚一带栽培较多，历史较长。近年来，欧美等国家都已引入并有不同程度的发展。

4、白菜产量高、耐贮藏、营养丰富。不但适合炒、煮、拌、腌，而且还可生食越来越受到人们的喜爱。大白菜为典型的异花授粉作物，品种或自交系间一代杂种存在明显的杂种优势，国内外白菜的优良品种已绝大部分为一代杂种。一代杂种种子的生产是杂种优势利用的关键步骤之一。自“六五”开展全国攻关以来，在育种技术手段和方法上获得了较大的提高，相继育成了一大批优质、抗病，丰产的一代杂种并在生产上推广利用。白菜一代杂种的种子生产常用方法是利用自交不亲和系和雄性不育系。七十年代开始，为了克服自交不亲和系的缺点，我国选育出多个大白菜隐性核不

5、育系。大白菜隐性核不育两用系的利用，解决了利用自交不亲和系制种亲本繁殖难和生活力下降的难题，但是在生产杂种时拔除母本行50%的可育株，增加了育苗成本，此外，如可育株拔除不彻底，使杂交率降低，种子质量得不到保证。因而利用细胞质雄性不育系制种是生产一代杂种种子最经济，最有效的途径之一，因此受到世界各国育种者的重视。1.植物雄性不育1.1植物雄性不育研究简史植物雄性不育是指植株不能产生正常的花药、花粉或雄配子，而其雌性生殖系统发育和营养生长完全正常的一种生物学现象，其广泛存在于开花植物中。早在1863年Kolr

6、euter就观察到雄性不育现象，一个世纪后Coleman首先引入“植物雄性不育”的概念。目前，已在43科162属320种的617个品种或种间杂种中发现雄性不育现象[2]。1.2植物雄性不育的类型及遗传机制植物雄性不育有许多不同的表现，常见的有：（1）雄性器官萎缩，畸形或消失；（2）不能形成正常的小孢子发生组织；（3）小孢子发育异常，形成不完善的、不能存活的畸形或败育的花粉；（4）花粉不能成熟或无萌发能力；（5）能形成有活力的花粉，但花药不开裂。植物不能产生功能花药、花粉或雄配子的现象称雄性不育[3]。植物

7、雄性不育是细胞核基因或细胞质基因或两者互作的结果，雄性不育的表现型是不育基因表达的结果，而基因型则是不育性的遗传本质和遗传模式。导致雄性不育的因素是多种多样的，因此，在分类上也因标准不同出现不同的分类系统。Sears根据遗传机制的差异，将植物雄性不育可分为细胞核雄性不育，细胞质雄性不育和核质互作雄性不育3种类型，称之为“三型学说”；Edwardson(1956)把“三型学说”19中的质不育和质核互作不育并为一类，从而把植物雄性不育分为核不育型和核质互作不育型（常简称为细胞质雄性不育）简称为“二型学说”。G

8、abelman（1956）根据花粉、雄蕊的形态将雄性不育划分为花粉型、雄蕊型和功能型3类；Heslop-Harrison(1971)按世代交替把雄性不育划分为孢子体不育和配子体不育2种类型。Kaul在总结前人研究的基础上将植物雄性不育归纳为非遗传型和可遗传型2大类。随着与细胞质雄性不育基因特异作用的核基因的发现，已经证实，细胞质雄性不育仅仅是核质互作雄性不育的一个短暂的过程，不能被认为一种雄性不育类型，因此，从不育性的基因型组