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水稻红莲型细胞质雄性不育候选基因的筛选与恢复基因的精细定位

刘学群  
【摘要】:水稻红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)是水稻3种主要的CMS类型之一。以HL-CMS不育系配组的“三系”杂交水稻在长江中、下游已显示出巨大的产量潜能、品质优势及较强的抗病性。HL-CMS/育性恢复(Rf)系统(HL-CMS/Rf)作为水稻杂交优势及核、质互作研究的材料,在阐明植物CMS不育与恢复、杂种优势的理论与应用的分子基础,建立核、质互作的分子作用模型等方面具有重要的研究价值。为了探讨HL-CMS/Rf系统核质互作机理,本研究以红莲型水稻为材料,对水稻红莲型细胞质雄性不育与育性恢复候选基因进行了筛选、精细定位及表达分析。取得了如下研究结果: 1.通过对HL-CMS/Rf、WA-CMS/Rf和BT-CMS/Rf系统不同材料核基因组和线粒体基因组的比较分析,克隆了水稻红莲型细胞质雄性不育相关基因HL-spl。 对HL-CMS、WA-CMS和BT-CMS等3种主要的CMS类型的不育系、恢复系、杂种F_1、保持系和同核异质系基因组DNA进行了RAPD分析。从264个RAPD引物中筛选出具有CMS类型或品系特异性的8个RAPD片段AJ-03/530、AB-18/750、O-12/520、AO-13/1600、U-18/2100、AB-05/200、OPN-09/700及OPN-12/800。根据RAPD片段序列设计的SCAR标记hlu-17和hlu-18具有HL-CMS/Rf系统的特异性,可用作HL-CMS/Rf系统分子标记辅助选择育种的重要工具。 以多态性RPAD片段序列设计的SCAR标记对不同CMS类型的不育系(CG-41A、YTA和ZSA)、杂交种(C-M23、HL-2和SY63)和保持系(YTB)等水稻线粒体基因组DNA进行了多态性分析,克隆了具有HL-CMS相关的候选基因HL-spl。HL-spl是由1个异常的atp6基因和未知功能序列组成的嵌合基因。异常atp6基因与N-atp6基因相比缺失了正常atp6(N-atp6)基因852-1994 bp之间的


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