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《华中农业大学》 1999年
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玉米S组CMS胞质育性相关基因的克隆与结构分析

张方东  
【摘要】: 细胞质雄性不育(CMS)是普遍存在于植物中的生物现象,研究其发生的机理有助于促进CMS材料在杂交种生产中的应用和了解线粒体的功能以及核质两套遗传系统相互作用规律。 用线粒体中常见的基因DNA作探针对Mo17和77两套核背景材料的N、T、C、S四种类型的胞质材料线粒体DNA进行了RFLP研究,发现在不同的胞质中大多数探针都检测到了丰富的多态性。通常在同一种胞质的材料中带型表现相同、而在不同组别中有差异。RFLP方法可用于玉米胞质的快速鉴定分类。同时,不同组别的带型差异反映了DNA水平的差异,有些差异为该组胞质所特有,这为寻找导致各种类型的CMS的基因提供了线索。 为了解决线粒体基因文库不易构建的难题,克隆S胞质的育性相关基因,本研究中摸索出了构建线粒体文库的新方法。由于采用低熔点琼脂糖包埋线粒体、原位消化、电泳分级、琼脂糖酶降解琼脂糖、BAC载体、电转化等新技术,成功构建了Mo17CMS-J线粒体基因文库。该技术体系的建立不仅有助于促进对玉米线粒体基因的研究,而且对其它植物材料的线粒体基因文库的构建也有较大的参考价值,因为其它植物分离大量线粒体和线粒体DNA更不容易。 所构建的Mo17CMS-J线粒体基因文库包含约2500个单菌落,来源于线粒体的克隆占总克隆数的63.6%,平均长度为18.24kb。如果线粒体基因组总长度以600kb计算,克隆子中外源DNA片段总长度覆盖线粒基因组的48倍,理论计算几乎能够以100%的概率克降到任何线粒体基因。重组DNA在继代过程中能稳定遗传,没有发现重排、嵌合、缺失等现象。用多个线粒体基因的DNA作探针筛选文库都找到了阳性克降。所以这是一个高质量的线粒体基因文库。对筛选到的克隆分析发现有两个重叠群,即S1或S2、COXⅠ、cob、5Srrn-18Srrn,这些基因在基因组中位置靠近:coxⅡ、R、atp6这三个基因在一起,这种形式的基因分布不同于已报道的NA、NB、CMS-T的基因组结构,可能是S胞质材料线粒体基因组在Mo17核背景下的一种的新的结构。 用人工合成的R区域特异引物从唐徐、WB两种S胞质的线粒体DNA中扩增出了R区域的一个1kb的片段,经DNA序列测定发现与CMS-S的R区的对应片段相比,有基本相同的碱基序例、相同的开放阅读框和基本相同的氨基酸顺序。以此DNA片段为探针从Mo17CMS-J线粒体基因文库中筛选出 了卜多个阳性克隆。从克隆B39中亚克隆了6.7kb的完整的BamHI酶切片段, DN八序列分析表明在R区内有数个开放阅读框orf,其中or们7中有丁三段)一补 列’J卜米线粒体aipg基因的编码区和3’侧翼有同源性,是‘个嵌合基因。 在6 .7kb)扩段的R区一{,.游的pNA序列包括有coxll从因,这种结构不同J’.已 报道的结构。研究了唐徐、双胞质R卜一域在儿种小叫核背景卜的农现,发现 有几种小同结构形式的R}沁域存在并以.核背景对这几种不同形式的R认域的 行;一附洲如还研究了M川7和77核背景下N、T·Q四种胞质玉米线粒体从 囚红!中R区存在情况,发现在C纤IC MS“一卜不存在R序列衬T组中可能只存 在川飞州吩片段·N、s’l’都存在R区似了J一结构一曰自价别,这反映了R区的 起源情况”还观察到了在M川7和77核背娥厂不同来源的S胞质材料有石书} 同的R区结构,井且这种R伏域的结构完个不同一j几前人的所报通的结构,是 利’新的R区结构形式。R区的内部的嵌合基囚。r 177可能是S组CMs的成 }从付沙来源s胞质材料珍拭内部之J’lU的微小差姗、R区在不同核背景卜结 构的变化、不同形式的R区量的变化可能足s组材料的各种育性不稳几定现象 的原I){Io
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1999
【分类号】:S513

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邓明华;辣椒胞质雄性不育的分子生理机制及亲缘关系研究[D];中南大学;2011年
2 景兵;芥菜型油菜胞质不育Hau CMS不育相关基因的鉴定及其功能分析[D];华中农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王小虎;玉米新型雄性不育细胞质M5P型与Y_(Ⅱ-1)型归群研究及育性相关片段的RAPD标记筛选[D];扬州大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
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8 赵军良;梁爱华;;高等植物细胞质雄性不育分子机理的研究进展[A];2004年北方七省市植物学年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 康厚祥;黄瓜抗黑星病基因Ccu的精细定位与图位克隆及黄瓜与黑星菌互作的表达谱分析[D];中国农业科学院;2011年
7 张晓;棉花胞质雄性不育系与保持系线粒体基因组差异研究[D];中国农业科学院;2011年
8 张扬勇;甘蓝类蔬菜的细胞质DNA多样性研究[D];中国农业科学院;2011年
9 邓明华;辣椒胞质雄性不育的分子生理机制及亲缘关系研究[D];中南大学;2011年
10 刘仙俊;大麦特异种质资源的分子生物学研究[D];四川农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薄存沛;新疆野生油菜BAC文库的构建及单条染色体克隆筛选的研究[D];华中农业大学;2010年
2 许鹏威;玉米CMS-S育性相关线粒体蛋白质的研究[D];华中农业大学;2010年
3 吴世文;不同小麦雄性不育类型AGPase活性及杂种光合特性的分析[D];山东农业大学;2010年
4 安娜;山羊瘤胃微生物宏基因组文库的构建及功能基因的筛选[D];安徽农业大学;2010年
5 刘海霞;甘蓝Ogura细胞质雄性不育相关重要基因的克隆及表达特征分析[D];甘肃农业大学;2010年
6 杨洋;毛竹Na~+转运功能相关基因克隆与表达分析及BIBAC基因组文库的构建[D];新疆农业大学;2010年
7 费晓艳;大豆细胞质雄性不育系及其配套保持系线粒体基因组的测序与分析[D];吉林大学;2011年
8 高猛;向日葵染色体C-分带及其荧光原位杂交研究[D];内蒙古农业大学;2011年
9 崔凤娟;小麦AL型雄性不育系遗传规律的研究[D];石河子大学;2009年
10 赵雪雅;栽培花生基因组BAC文库的构建[D];郑州大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张丽,李霄燕,魏毓棠,田爱民;萝卜雄性不育小孢子发育过程中物质代谢的研究[J];安徽农业科学;2002年03期
3 罗向东;戴亮芳;陈劲枫;王述彬;;辣椒细胞质雄性不育系及其保持系的AFLP分析[J];安徽农业科学;2010年10期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨俊品;玉米分子遗传图谱构建及数量性状基因定位[D];四川农业大学;2001年
2 李绍清;水稻红莲型细胞质雄性不育与育性恢复的分子机理[D];武汉大学;2004年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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2 郭爽;常绍东;黄贞;刘玉平;曹翠文;;辣椒雄性不育研究进展[J];辣椒杂志;2012年02期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张长静;烟草胞质雄性不育系线粒体基因及小孢子发育期基因表达差异研究[D];中国农业科学院;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈善炯;细胞核和其他细胞器遗传系统间的关系[J];科学通报;1977年01期
2 陈庆华;白英吉;赵仁镕;;玉米自交系的雄花不孕性反应研究初报[J];辽宁农业科学;1963年03期
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6 杨允奎;杜世灿;段光辉;;利用玉米雄性不育特性制造杂种的研究[J];作物学报;1962年01期
7 李竞雄,戴景瑞,许启凤,程经有;玉米雄花不孕性及其恢复性的遗传研究[J];作物学报;1963年04期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 涂王君,朱英国;水稻线粒体DNA的提取与分析[J];氨基酸和生物资源;1997年03期
2 夏涛,刘纪麟,瞿波;玉米同核异质雄性不育系花药发育的超微结构研究[J];华中农业大学学报;1993年03期
3 李传友,孙兰珍;植物细胞质雄性不育的分子机理[J];山东农业大学学报;1996年01期
4 杨玖英,谭艳平,夏春皎,朱英国,刘学群;红莲型细胞质雄性不育性与线粒体渗透性转换[J];武汉植物学研究;2004年05期
5 沈菊英,张永泰;玉米雄性不育的转育及应用研究[J];作物学报;1990年02期
6 赵世民,刘祚昌,詹庆才,刘俊君,徐金相,李向东;WA型、BT型和D型水稻雄性不育系细胞质基因组翻译产物分析和研究[J];遗传学报;1994年05期
7 陈伟;刘占先;鄂立柱;杨会;戴景瑞;;玉米细胞质雄性不育材料CMS-P的胞质分类研究[J];作物学报;2007年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 闫丽珍;石敏俊;闵庆文;;玉米南运与区域水土资源配置[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
10 郝兰春;谭秀山;毕建杰;;玉米产量与种植密度的相关性研究[A];第26届中国气象学会年会农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 朱建峰;清水玉米科技增粮项目成效喜人[N];甘肃经济日报;2006年
3 平安证券 王兆先;沪铝大幅下挫 玉米牛气十足[N];经济日报;2006年
4 李磊;越南首次采购美国玉米[N];农资导报;2006年
5 于志刚 记者 陆铁男;绥滨吉成村黏玉米就地“变现”[N];黑龙江经济报;2008年
6 金良;玉米需求虽增加 价格走势仍偏弱[N];粮油市场报;2005年
7 ;玉米豆腐的制作[N];齐齐哈尔日报;2005年
8 本报记者  钱晓涵;玉米持仓八日连创新高[N];上海证券报;2006年
9 刘文元;养殖业复苏 饲料类期货受追捧[N];第一财经日报;2008年
10 中国玉米网 蒋洪艳;交易重心小幅上移 玉米进入新整理区[N];粮油市场报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张方东;玉米S组CMS胞质育性相关基因的克隆与结构分析[D];华中农业大学;1999年
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4 陈荣军;玉米几个重要基因的克隆和改良直链淀粉的转基因研究[D];四川农业大学;2003年
5 高洁;特用玉米抗丝黑穗病遗传分析及其病菌致病性的遗传多样性[D];吉林农业大学;2005年
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7 王振华;玉米抗矮花叶病遗传分析及数量性状基因定位[D];东北农业大学;2002年
8 滕文涛;利用分子标记划分玉米杂种优势群及定位农艺性状QTL[D];中国农业大学;2005年
9 田秋英;根系形态在玉米高效获取氮素中的作用及其生理调节机制[D];中国农业大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 段柳静;玉米C型胞质雄性不育育性恢复主基因Rf4的精细定位[D];河南农业大学;2009年
3 闫其涛;水稻线粒体乙醛脱氢酶在转基因烟草中的研究[D];上海师范大学;2005年
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5 覃兰英;微胚乳超高油玉米主要品质性状遗传规律的研究[D];广西大学;2005年
6 沈亚欧;植酸酶基因(phyA)转化玉米的研究[D];四川农业大学;2005年
7 朱朝辉;氮素用量对玉米谷蛋白组分积累及与蛋白质积累的关系[D];东北农业大学;2005年
8 熊伟;赤·吲乙·芸保护玉米免受胺苯磺隆伤害的作用及其机理[D];湖南农业大学;2008年
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