白菜雄性不育相关基因BcMF10的功能验证

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1、固洳}j虫淳’硕士学位论文Y90‘079白菜雄性不育相关基因BcMFl0的功能验证姓名张豫超指导学科教师专业曹家树教授蔬菜学研究方向植物基因组及其分子调控所在学院论文提交日期农业与生物技术学院2006年5月15日中国杭州浙江大学硕士学位论文白菜雄性不育相关基因BcMFIO的功能验证摘要芸薹属(Brassica)蔬菜是我国栽培面积最大、总产量最高、杂种优势利用最为普遍的一类蔬菜作物。其雄性不育的选育及其应用基础的研究深受人们重视。对植物雄性不育的研究已有近百年的历史，国内外学者做了大量的理论和实验的探讨，在方法

2、和研究思路上都有了明显的进步，不仅取得了一些重要的研究进展，还带动了杂种优势在生产中的广泛应用，产生了巨大的经济效益和社会效益。但是，雄性不育的产生机制仍然是一个尚未完全解开的谜，目前对其的认识是零散和不完全的，还有许多问题需要深入研究。随着现代生物学，尤其是分子生物学理论与技术的发展，不仅为最终解决植物雄性不育机制提供了条件，而且随着这个问题的解决过程，也将大大推动芸薹属和其他农作物杂种优势的有效应用。我们实验室在前一阶段实验中利用cDNA．AFLP技术从白菜陋．campestrisssp．chinensi

3、s(L)Makinovat．communisTsenetLee]核雄性不育两用系中分离得到了一个可能与白菜核雄性不育相关的基因BcMFl0。该基因具有一个完整的长1305bp的开放阅读框，经GenBankBLAST查询表明，BcMFIO基因是一个未知基因，其同源基因很少，只与拟南芥中的未知蛋白At3928980有较高的同源性，而该蛋白在其他植物中的研究也没有报道，功能作用仍然未知。Northern验证表明BcMFl0基因在白菜两用系不育株中的表达受到了明显地抑制，并且该基因在花蕾中特异表达，而在叶片和茎中不表

4、达。为进一步了解本实验室获得的BcMFl0基因的生物学功能，在已有的菜心再生体系，以及构建了植物表达载体的基础上，我们采用反义技术及RNA干扰技术将可育株高表达的BcMFl0基因的反义和干扰片段导入正常可育菜心阻campes腑ssp．chinensisvs．r．parachinensisrEIailey)TsenetLee]中，得到了47株转化植株，由此我们进行了转基因植株的花粉萌发试验。结果如下：V摘要(1)通过对BcMFl0基因的生物信息学分析表明，该基因可编码含有434个氨基酸的小分子量、疏水性脂溶、稳

5、定蛋白。序列中含有的N．糖基化位点和N一豆蔻酰化位点与细胞内信号传导、转运、蛋白定位以及黏附等过程有关，据此推测BcMFl0基因编码的这一蛋白可能在花粉发育过程的细胞黏附、信号传导中发挥重要作用。(2)为进行遗传转化来进一步了解本实验室获得的BcMFIO基因的生物学功能，本实验构建了反义BcMFIO基因以及RNAi的CaMV35S组成型表达载体pBl35S-BcMFl0A、pBD5S．BcMFloi和BcA9绒毡层组织特异型表达载体pBIA9-BcMFl0A、pBIA9-BcMFIOia(3)根据余小林等(2

6、002)构建的菜心遗传转化体系，结果共获得47株抗卡那霉素抗性茁。对其进行分子检测，阳性率为85．71％，Northem印迹杂交则显示供试转基因植株中BcMFl0基因都有较好的沉默效果。(4)通过对转基因材料的形态学观察，如花粉离体萌发实验，发现转BcMFIO基因的菜心的发粉萌发率(31．6％～35．4％)明显低于非转基因材料(92％～95％)，初步推测BcMFl0基因确与花粉发育相关，其表达与否影响到花粉的正常萌发。关键词：白菜；Brassicacampestrisssp．chinensis：雄性不育；Bc

7、MFIO；RNA干扰技术；反义RNA技术：遗传转化VI浙江大学硕士学位论文白菜雄性不育相关基因Be．MFIO的功能验证ABSTRACTBrassicacropsisoneofthevegetablecropsspeciesofthehighestyieldandcultivatedmostwidelyaswellasisakindofcropsofthemostsuccessfulinutilizingofheterosisinChina．MuchattentionWaSpMdtoresearchonthep

8、lantbreedingofthemalesterilelineandthebasisforapplicationinBrassicacrops．Alotofresearchershaveresearchedonthetheoriesandapplicationoftheplantmalesterilityforalmostacentury,andplentyofprogresshaSbeenobt