基于SALK突變體的擬南芥雄性不育相關(guān)基因的功能分析與克隆.pdf

1、擬南芥(Arabidopsis thaliana)是植物分子遺傳學(xué)研究中最受歡迎的模式植物(Model plant)。其花藥及花粉發(fā)育過程中估計(jì)有3500個(gè)左右的特異表達(dá)基因,這些基因的突變會(huì)導(dǎo)致雄性不育,但是目前絕大部分雄性不育突變基因的功能尚不清楚。利用雄性不育進(jìn)行雜交育種具有重要的意義。
　　基于上述情況,本研究利用擬南芥SALK雄性不育突變體開展了以下的研究工作:通過樹脂超薄切片光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀察結(jié)合對(duì)PMEI、G

2、HF基因突變純合株進(jìn)行了全面系統(tǒng)的細(xì)胞學(xué)敗育特征研究;利用Gateway克隆技術(shù)構(gòu)建擬南芥PMEI、GHF基因植物表達(dá)載體,經(jīng)農(nóng)桿菌介導(dǎo)對(duì)擬南芥(Arabidopsis thaliana)進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化,以探討其在植株雄蕊發(fā)育中的作用。獲得的主要結(jié)論如下:
　　1.擬南芥PMEI、GHF基因SALK突變純合株RT-PCR分析表明:GHF與PMEI基因均是小孢子發(fā)育后期在花藥與花粉中特異表達(dá)的基因,在花的其它組織中表達(dá)微弱;

3、　　2.通過雜交試驗(yàn)分析遺傳狀況表明:PMEI、GHF基因是雄配子發(fā)育相關(guān)基因,這些基因的突變會(huì)導(dǎo)致雄配子缺陷,不能正常發(fā)育,但并不影響雌配子功能。說明該突變?yōu)閱位蛭稽c(diǎn)隱性突變,且一個(gè)T-DNA插入片段攜帶一段卡那抗性標(biāo)記與該隱性突變緊密連鎖;
　　3.通過表型觀察分析:純合突變株明顯的晚育,莢果育性低?；ǚ勖劝l(fā)結(jié)果表明突變植株均表現(xiàn)出較低的花粉育性,平均萌發(fā)率分布在7.0％～12.7％的范圍內(nèi),敗育花藥的切片觀察結(jié)果表明:藥室

4、基本存一空腔很少有花粉粒。電鏡觀察發(fā)現(xiàn):GHF、PMEI基因突變導(dǎo)致大部分花藥敗育;花粉粒敗育現(xiàn)象嚴(yán)重:花粉顆粒干癟,破裂,花粉外壁異常加厚,萌發(fā)孔變大甚至消失,嚴(yán)重的質(zhì)壁分離,細(xì)胞質(zhì)稀薄;
　　4.通過Gateway克隆技術(shù)構(gòu)建了PMEI、GHF基因植物表達(dá)載體。經(jīng)遺傳轉(zhuǎn)化擬南芥突變純合株,共獲得導(dǎo)入基因GHF與PMEI序列的植株26株,其中轉(zhuǎn)化GHF基因序列的植株11株,PMEI基因序列的植株15株,轉(zhuǎn)化率0.052％～0.0