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《山东农业大学》 2002年
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杏自交不亲和相关基因的克隆及表达分析

齐洁  
【摘要】: 本研究以山东省泰安市山东农业大学横岭果树基地4年生巴旦水杏、红玉杏、凯特杏、红丰、新世纪、红荷包、二花槽7个品种为试材,研究了品种间的亲和性,克隆了6个与自交不亲和相关的S-RNases基因,并将从巴旦水杏、红玉杏、凯特杏中得到的cDNA氨基酸序列与蔷薇科其它树种的S-RNases的氨基酸序列进行比较,分析了S-RNases的特征,并对杏中的S-RNases的基因的表达进行分析,分析了凯特杏自交亲和力强的原因,同时也提出了快速鉴定杏基因型的方法,具体结果如下: 1.研究了50个自交、杂交组合的花柱离体培养花粉管的生长情况。结果表明,亲和和不亲和品种组合在花柱1/3处的花粉管数量差别不大,而在花柱1/2和花柱基部的花粉管数量有明显不同,但此处花粉管的数目尚不能严格区分亲和与不亲和组合,花柱基部的花粉管数量在亲和与不亲和组合之间差异较大,所以长出花柱基部的花粉管数量可作为鉴定亲和性的指标。 2.亲和品种的花柱蛋白在低浓度下对自身花粉萌发和伸长没有抑制作用,只有当花柱蛋白浓度超过2.0μg/μL时才发生轻微的抑制作用。而不亲和品种自身花柱蛋白对自身花粉管的萌发生长有明显的抑制作用,并且随蛋白浓度的升高抑制作用增强,但花柱蛋白在低于1.0μg/μL时自交不亲和品种巴旦水杏和自交亲和品种凯特杏对自身的花粉萌发都没有抑制作用,说明高浓度的花柱蛋白比低浓度的花柱蛋白更能诱导不亲和的发生。 3.利用RT-PCR和RACE技术,从巴旦水杏、红玉杏、凯特杏的mRNA中扩增出了3个S-RNase基因,分别将它们命名为PA1、PA2、PA3,其中,PA1、PA2是带有3’端的cDNA片段,PA3是凯特杏的一条全长cDNA,共有864个碱基,编码230个氨基酸。3个基因在Genbank中的注册号分别为:AF468673、AF468675、AF468676。这是我国第一次在杏中克隆出的S-RNase基因,也是国内首次在蔷薇科中克隆出的S-RNase基因。 4.将PA1,PA2、PA3 3个基因的推断氨基酸序列与蔷薇科中其它树种的S-RNases推断氨基酸序列进行了比较,它们有共同的C1、C2、C3、C5 4个保守区和RHV高度变异区,而与以往认为蔷薇科中是保守的RC4区保守性稍差,所以RC4区并不一定是蔷薇科共有的。其中PA1与扁桃的Sc基因相似性最高,PA3与日本杏中的 齐洁:杏自交不亲和相关基因的克隆及表达分析 P.M.MSRN.2相似性最高,由此推断S-RNase表现出亚科间的特异性而未表现亚 科内的特异性。 5.以 PruCZ、PruCS为引物、基因组 DNA为模板,从巴旦水杏中扩增出了 4 17hp 和736hp的2个DNA片段,在红玉杏和凯特杏中得到了!个相同的DNA片段, 长度是 359 hp,在 Genbank中搜索证明是 S-RNase的基因,分别命名为 S:、S。、S;。, 在 G6OCbAnk上的注册号分别为:AF468678、AF468679和 AF468677。将 SS与 PAI, S;。与PAZ、PA3比较发现,S。在CZ、CS区的2个区段含有内含子,为Zlbp和 gbp,S;。在CZ、CS区没有内含于。 6.通过对7个不同杏品种的基因组进行S-等位基因专一性PCR扩增,确定了巴旦 水杏、红玉杏、凯特杏、红丰、新世纪、红荷包、二花槽的基因型,它们的基因 型分别为:5s5。,s。s;,s;。5’‘;;(礼表不花柱中该基因缺夫),s;。S;。、s;。s。、s;。s;。、 s;足6。该方法可以在苗期快速鉴定杏树种的基因型,可以指导授粉树的配备以及 杂交育种亲本选择。 7.以’中标记的PruCZ、PruCS引物在凯特杏mRNA中扩增出的中间片段为探针, 对巴旦水杏、凯特杏的EcoRI和Hindlll酶切的基因组DNA进行了Southern杂交, 各自杂交出了2个分子量不同的杂交斑,这是品种间等位基因之间的相似性较高 所导致的。 8.Northern杂交表明,S-RNase基因只在花柱中特异表达,不亲和品种巴旦水杏的 S-基因mRNA含量明显高于亲和品种凯特杏,但它们具有相似的变化规律:花前 3无mRNA量较低,气球期达到最高峰,花后3大稍有降低,这与蕾期亲和而花 期不亲和的现象相吻合。 9.Western杂交分析表明,巴旦水杏的2个等位基因在花柱整个发育时期都表达, 而凯特杏在花柱整个发育时期只有一个等位基因表达或另一个等位基因表达S.蛋 白的量少无法检测到,所以不能或不足够去降解自身花粉的mRNA,而使花粉管 能够在花柱中正常生长并到达子房完成受精过程,这是凯特杏自交亲和力强的原 因。凯特杏授以巴旦水杏的花粉48 ’J’时后,产生了一种也具有S-RNase性质的新 蛋白,分子量32KD。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S662.2

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1 郑洲,陈学森,冯宝春,刘焕芳,杨红花;杏品种授粉生物学研究[J];果树学报;2004年04期
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3 何天明,陈学森,吴燕;从蔷薇科果树硅胶干燥叶片中制备DNA[J];石河子大学学报(自然科学版);2004年04期
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5 张立杰;陈学森;陈晓流;冯建荣;刘晓丽;慈志娟;;不同引物组合对中国杏品种资源S基因特异扩增效果比较[J];园艺学报;2007年05期
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10 梁春莉,刘孟军,赵锦;植物种子败育研究进展[J];分子植物育种;2005年01期
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4 乌云塔娜;刘学英;;中国梨S-RNase基因启动子的TAIL-PCR克隆及功能预测[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
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8 陶丽;陈丽兰;贺熙勇;肖晓明;倪书邦;;澳洲坚果授粉试验及花粉管生长的荧光显微观察[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年
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3 佟向群;分子生物学研究覆盖大多树种[N];科技日报;2007年
4 本报记者 林菲;院士看菜 寻找新的增长点[N];农民日报;2002年
5 张晔 胡必强;我科学家找出抑制梨“近亲繁殖”的原因[N];中国食品质量报;2008年
6 庄愉;英雄本色渐显[N];医药经济报;2002年
7 本报记者 何红卫 通讯员 王景刚;此生献给油菜花[N];农民日报;2004年
8 柏劲松  ;如何提高花木授粉率[N];中国花卉报;2004年
9 余志平;打开功能基因组学与未来治疗学的大门[N];中国医药报;2004年
10 含普;科技出精品质量铸名牌[N];中国质量报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 齐洁;杏自交不亲和相关基因的克隆及表达分析[D];山东农业大学;2002年
2 王鸿霞;樱桃自交不亲和性在遗传育种中的研究及应用[D];山东农业大学;2003年
3 乌云塔娜;中国白梨自交不亲和基因的分离鉴定[D];中南林学院;2003年
4 张晓明;甜樱桃自交不亲和基因型AS-PCR鉴定技术研究及应用[D];中国农业大学;2005年
5 齐国辉;鸭梨自交不亲和与亲和变异的生理生化特性及分子机理研究[D];河北农业大学;2005年
6 吴能表;甘蓝自交不亲和性引起的蛋白质磷酸化及其相关特征研究[D];西南农业大学;2003年
7 徐洪;核糖体失活蛋白的研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2004年
8 许传亮;肾癌BAS基因的表达及肾癌与癌旁组织RNA降解差异研究[D];第二军医大学;2002年
9 杨谷良;梨新S基因的分离克隆及部分品种的S基因型、AFLP鉴定[D];中南林业科技大学;2007年
10 杨洋;甘蓝SI决定因子的原核表达和相互作用研究以及SI相关基因的探讨[D];西南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李春菊;聚乙二醇介导RNase-BSA偶联物的制备及性质表征[D];福建农林大学;2012年
2 高金锋;仁用杏新品种‘围选1号’授粉特性研究[D];河北农业大学;2012年
3 陶新颖;大白菜自交不亲和基因的分子鉴别[D];山东农业大学;2004年
4 王洋;蜡梅expansin基因的克隆及表达载体的构建[D];西南大学;2006年
5 彭丽婵;兔IFRG基因的克隆及表达分析[D];安徽大学;2010年
6 王秋枫;人酪氨酸酶相关蛋白-2的cDNA克隆及表达[D];第四军医大学;2002年
7 代功园;褶纹冠蚌α_2-巨球蛋白基因的分子克隆及表达[D];南昌大学;2008年
8 曾侦;扁桃酸消旋酶和扁桃酸脱氢酶基因的克隆及表达[D];南京理工大学;2009年
9 刘海军;玉米锌转运蛋白基因ZmZIP4cDNA的克隆及表达分析[D];河北农业大学;2011年
10 单江华;新疆梨种质资源分子标记及自交不亲和基因克隆[D];新疆农业大学;2010年
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