收稿日期:2024-03-17
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31860388),甘肅省科技重大專(zhuān)項(xiàng)(22ZD6NA009),甘肅省科技計(jì)劃項(xiàng)目(23CXJA0001)
作者簡(jiǎn)介:翟利佳(1998-),女,河南洛陽(yáng)人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)樽魑镞z傳育種。(E-mail)2779659163@qq.com
通訊作者:方彥,(E-mail)ffyv@163.com
摘要:為明確22N317A、22N195R2A和22LJ56A-22N286R1A3個(gè)細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)系甘藍(lán)型冬油菜花粉敗育機(jī)理及不育胞質(zhì)類(lèi)型,本研究以3組甘藍(lán)型冬油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育系及保持系為材料,通過(guò)觀察花器形態(tài)和細(xì)胞特征,并根據(jù)油菜育性相關(guān)基因orf138、orf222、orf224設(shè)計(jì)引物對(duì)3份甘藍(lán)型冬油菜不育胞質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行多重PCR分子鑒定。結(jié)果表明:3個(gè)不育材料花瓣平展、花藥不可正常散粉、花絲短小、柱頭較長(zhǎng)。不育系花粉的發(fā)育受阻于四分體至單核小孢子期間;不育系常規(guī)壓片細(xì)胞學(xué)觀察結(jié)果顯示四分體之后未觀察到小孢子或者花粉粒;不育系石蠟切片顯微鏡觀察顯示花粉四分體時(shí)期絨氈層異常膨大,擠壓藥室里的四分體,使藥室變形,最終導(dǎo)致雄性不育。3個(gè)不育系的不育胞質(zhì)類(lèi)型均是OguNWSUAFCMS。
關(guān)鍵詞:甘藍(lán)型油菜;細(xì)胞質(zhì)雄性不育;花器形態(tài);細(xì)胞學(xué)觀察;育性鑒定
中圖分類(lèi)號(hào):Q343.3+4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000-4440(2025)01-0021-07
CytologicalobservationandsterilecytoplasmtypeidentificationofcytoplasmicmalesterileBrassicanapusL.
ZHAILijia,YANGFurui,LIUZigang,WEIJiaping,CUIJunmei,WUZefeng,F(xiàn)ANGYan
(AgronomyCollege,GansuAgriculturalUniversity/StateKeyLaboratoryofAridlandCropScience/GansuKeyLabofCropImprovementandGermplasmEnhancement,Lanzhou730070,China)
Abstract:Inordertoclarifythepollenabortionmechanismandsterilecytoplasmtypeof22N317A,22N195R2Aand22LJ56A-22N286R1Acytoplasmicmalesterile(CMS)linesofwinteroilseedrape,threecytoplasmicmalesterilelinesandmaintainerlinesofwinteroilseedrapewereusedasmaterialsinthisstudy.Theflowermorphologyandcellcharacteristicswereobserved,andprimersweredesignedaccordingtothefertility-relatedgenesorf138,orf222andorf224ofoilseedrapeformultiplexPCRmolecularidentification.Theresultsshowedthatthepetalsofthethreesterilematerialswereflat,theantherscouldnotdispersepollennormally,thefilamentswereshortandthestigmaswerelong.Thedevelopmentofpollensofsterilelineswasblockedduringtheperiodfromtetradtomononuclearmicrospore.Theresultsofconventionalcytologicalobservationofsterilelinesshowedthatnomicrosporesorpollengrainswereobservedafterthetetrad.Paraffinsectionsofthesterilelineshowedthatthetapetumexpandedabnormallyduringthepollentetradperiod,squeezingthetetradintheantherchamber,causingtheantherchambertodeformandeventuallyleadingtomalesterility.ThesterilecytoplasmtypeofthethreesterilelineswasOguNWSUAFCMS.
Keywords:BrassicanapusL.;cytoplasmicmalesterility;shapeofflowerorgans;cytologicalobservation;fertilityidentification
雜種優(yōu)勢(shì)是生物界普遍存在的現(xiàn)象,利用雜種優(yōu)勢(shì)進(jìn)行新品種選育已經(jīng)成為作物產(chǎn)量和品質(zhì)提高的主要途徑。雄性不育系在作物雜種優(yōu)勢(shì)利用中發(fā)揮著重要作用。雄性不育按基因型可分為細(xì)胞核雄性不育、細(xì)胞質(zhì)雄性不育和核質(zhì)互作雄性不育。其中,細(xì)胞質(zhì)雄性不育(Cytoplasmicmalesterility,CMS)表現(xiàn)為花粉囊和小孢子發(fā)育異常,導(dǎo)致不能產(chǎn)生花粉或花粉敗育,但卵細(xì)胞發(fā)育正常,可接受外來(lái)花粉而正常結(jié)實(shí),是母性遺傳,即細(xì)胞質(zhì)遺傳[1]。細(xì)胞質(zhì)雄性不育是植物界普遍存在的現(xiàn)象,揭示作物細(xì)胞質(zhì)雄性不育的敗育機(jī)理、鑒定其不育類(lèi)型對(duì)不育系的利用具有重要意義。
傳統(tǒng)的作物細(xì)胞質(zhì)雄性不育類(lèi)型的培育與鑒定方法是雜交試驗(yàn),這種方法工作量大、鑒定周期長(zhǎng)。蔡明等[2]從甘藍(lán)型油菜(BrassicanapusL.)和埃塞俄比亞芥(BrassicacarinataBr)的遠(yuǎn)緣雜交后代中選育出NCa細(xì)胞質(zhì)雄性不育型(NCaCMS)材料。Wan等[3]通過(guò)對(duì)野生芥菜雄性不育系的不斷連續(xù)回交,然后將該不育的細(xì)胞質(zhì)導(dǎo)入到甘藍(lán)型油菜中,進(jìn)而成功地選育出HauCMS材料。李殿榮[4]在甘藍(lán)型油菜S74-3×(豐收4號(hào)+7207)的復(fù)交后代中發(fā)現(xiàn)了不育植株,并成功培育出不育系陜2A、保持系陜2B及其恢復(fù)系墾C1、墾C2等。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,根據(jù)特異性基因序列進(jìn)行PCR標(biāo)記成為作物細(xì)胞質(zhì)雄性不育類(lèi)型鑒定新的手段和工具。多重PCR能夠通過(guò)使用多對(duì)引物同時(shí)擴(kuò)增許多靶基因[5],該技術(shù)已用于鑒定小麥同源糯性位點(diǎn)的突變類(lèi)型[6]、洋蔥細(xì)胞質(zhì)類(lèi)型[7]。Zhao等[8]利用多重PCR方法在油菜OguNWSUAFCMS不育胞質(zhì)材料中同時(shí)擴(kuò)增出orf138和orf222基因的條帶。舒暢[9]利用多重PCR方法實(shí)現(xiàn)了NRO4270ACMS、PolCMS、OguCMS、KosCMS和WNJ01ACMS5種細(xì)胞質(zhì)不育材料的分子區(qū)分。
22N317A、22N195R2A和22LJ56A-22N286R1A是甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的3個(gè)甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育材料。為促進(jìn)上述材料的生產(chǎn)應(yīng)用,本研究以上述3個(gè)材料的不育系和保持系為材料,通過(guò)花器形態(tài)觀察、花粉細(xì)胞常規(guī)壓片和石蠟切片觀察及多重PCR方法,鑒定3個(gè)材料細(xì)胞質(zhì)雄性不育類(lèi)型,明確其敗育時(shí)期和敗育原因,為3個(gè)不育材料的合理利用提供依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料與方法
本試驗(yàn)所用的雄性不育系材料22N317A、22N195R2A、22LJ56A-22N286R1A及其保持系材料22N317B、22N195R2B、22LJ56A-22N286R1B均由省部共建干旱生境作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室油菜課題組提供。試驗(yàn)材料種植于甘肅省平?jīng)鍪心虾?zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心油菜育種研究基地,每個(gè)材料種植2m2,60株,行距為30cm,株距為15cm,按當(dāng)?shù)爻R?guī)措施進(jìn)行田間管理。于油菜現(xiàn)蕾期和開(kāi)花期取不育系與保持系材料的油菜花朵各3朵,進(jìn)行花器形態(tài)觀察;根據(jù)花蕾長(zhǎng)度與花粉發(fā)育階段的關(guān)系(表1),于油菜現(xiàn)蕾期取花蕾長(zhǎng)度0~1.0mm、1.1~2.0mm、2.1~3.0mm、3.1~4.0mm、4.1~5.0mm不育系與保持系材料各10個(gè)花蕾新鮮樣品進(jìn)行不育系花粉細(xì)胞學(xué)觀察;于油菜3葉期,隨機(jī)選取不育系與保持系材料各10株取葉片進(jìn)行總DNA(gDNA)和線粒體DNA(mtDNA)提取,并通過(guò)多重PCR鑒定不育系的不育類(lèi)型。
1.2細(xì)胞學(xué)觀察
1.2.1常規(guī)壓片將現(xiàn)蕾期獲得的不育系與保持系不同長(zhǎng)度的花蕾,用鑷子將花蕾剝開(kāi),取出1~2個(gè)花藥,置于載玻片上,并反復(fù)地輕輕擠壓花藥,使花粉母細(xì)胞溢出。使用吸管吸取1%的醋酸洋紅對(duì)花粉母細(xì)胞進(jìn)行染色2~3min,并去除花藥壁上的殘留雜質(zhì)。然后用蓋玻片蓋好染色花粉母細(xì)胞,使得染色液正好充滿載玻片和蓋玻片之間的間隙,形成一薄層,利用濾紙吸除蓋玻片四周的染料。在RVL-100-G正倒置一體熒光顯微鏡(美國(guó)ECHO公司產(chǎn)品)下進(jìn)行觀察。
1.2.2石蠟切片參照文獻(xiàn)[10]的方法對(duì)現(xiàn)蕾期不育系與保持系不同長(zhǎng)度的花蕾進(jìn)行石蠟切片觀察。切片時(shí),打開(kāi)展片機(jī)并將其預(yù)熱至恒定的37℃,然后將包埋組織的蠟塊精確地切成4μm厚的均勻蠟片。展片時(shí),將處理好的載玻片放入37℃的烘箱中過(guò)夜晾干,保存。封片時(shí),用中性樹(shù)膠滴在封片后將其放入37℃的烘箱中過(guò)夜晾干。使用RVL-100-G正倒置一體的熒光顯微鏡進(jìn)行花蕾石蠟切片觀察。
1.3不育系不育胞質(zhì)類(lèi)型鑒定
采用CTAB法提取3個(gè)不育系3葉期葉片總DNA(gDNA),采用線粒體DNA(mtDNA)提取試劑盒(上海尚寶生物科技有限公司產(chǎn)品)提取線粒體DNA(mtDNA)。以3個(gè)不育系的mtDNA為模板及orf138、orf222、orf224、orf139等基因的引物[11](表2)對(duì)不育系不育胞質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行鑒定。其中,引物1~3分別用于鑒定OguCMS、PolCMS和NapCMS3種不育胞質(zhì)類(lèi)型,引物4用于檢查總gDNA樣本中是否混有mtDNA。根據(jù)NCBI報(bào)道的油菜核不育基因MS2Bnap和BnMS1分別設(shè)計(jì)引物5和引物6,檢測(cè)mtDNA樣品中是否混有g(shù)DNA。單一引物PCR反應(yīng)體系總體積為11.0μL,包括不育材料mtDNA1.0μL,2×ProTaqMasterMix5.0μL,上下游引物各0.9μL,3.2μLddH2O。多重PCR反應(yīng)體系總體積亦為11.0μL,包括mtDNA1.0μL,2×ProTaqMasterMix5.0μL,OguCMS、PolCMS和NapCMS不育類(lèi)型擴(kuò)增基因orf138、orf222和orf224的上下游引物各0.3μL,3.2μLddH2O。單一引物PCR和多重PCR反應(yīng)程序均為:95℃預(yù)變性3min;94℃變性30s、54℃退火30s、72℃延伸2min,35個(gè)循環(huán);72℃延伸10min。反應(yīng)結(jié)束后,取10μLPCR產(chǎn)物在1×TAEbuffer中使用1.5%瓊脂糖凝膠進(jìn)行平板電泳分離。應(yīng)用溴化乙錠對(duì)條帶進(jìn)行染色,并在紫外線下觀察、拍照。
2結(jié)果與分析
2.1花器形態(tài)特征
從圖1可以看出,3組甘藍(lán)型冬油菜不育系與保持系之間花器官形態(tài)差異顯著。保持系和不育系花蕾數(shù)量相差不大,花瓣均較為平展。但保持系花絲較長(zhǎng),花藥飽滿其中有很多成熟花粉粒,大部分花粉可以正常開(kāi)裂并散出;不育系花絲短小,柱頭高于花藥,花藥干癟弱小,發(fā)育異常,不能正常散粉,導(dǎo)致不育。
2.2花粉細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征
2.2.1常規(guī)壓片觀察的花粉細(xì)胞保持系22N317B和不育系22N317A花粉細(xì)胞常規(guī)壓片如圖2所示。保持系22N317B花粉母細(xì)胞經(jīng)過(guò)2個(gè)減數(shù)分裂周期形成四分體(圖2A),四分體周?chē)錆M了胼胝質(zhì),胼胝質(zhì)逐漸消解后,四分體進(jìn)入單核早期,四分體釋放出單個(gè)圓形的小孢子,但細(xì)胞核不清晰(圖2B),接著進(jìn)入單核靠邊期,細(xì)胞核在細(xì)胞一側(cè),細(xì)胞核此時(shí)清晰可見(jiàn),整個(gè)細(xì)胞呈現(xiàn)三瓣?duì)顦?gòu)造(圖2C),最后細(xì)胞核經(jīng)過(guò)有絲分裂,形成大小不等的2個(gè)核,進(jìn)入雙核期,較大的細(xì)胞核位于細(xì)胞的中心,較小的細(xì)胞核位于細(xì)胞一側(cè)(圖2D),小孢子繼續(xù)生長(zhǎng)進(jìn)入花粉成熟期,花粉粒顏色較深,細(xì)胞核不清晰,形態(tài)趨于圓潤(rùn)充實(shí)(圖2E)。不育系22N317A經(jīng)2輪減數(shù)分裂形成規(guī)整的四分體結(jié)構(gòu)(圖2F),但在四分體之后并沒(méi)有觀察到小孢子或者花粉粒(圖2G),可能是四分體時(shí)期之后發(fā)生了降解,表明花藥很有可能在四分體至單核小孢子期間敗育。另外2組材料的花粉細(xì)胞發(fā)育的細(xì)胞形態(tài)學(xué)特征與其相似。
2.2.2石蠟切片觀察的花粉細(xì)胞保持系22N317B和不育系22N317A花粉細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中的石蠟切片如圖3所示??捎?2N317B花粉母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成四分體,絨氈層逐漸降解(圖3A),接著進(jìn)入單核小孢子晚期,細(xì)胞核偏移(圖3B),隨著絨氈層的降解花粉進(jìn)入成熟期,絨氈層消失,花粉粒變?yōu)闄E圓形,顏色變深,可以觀察到4個(gè)花粉囊,花粉囊開(kāi)裂,釋放花粉(圖3C)。不育株22N317A在四分體時(shí)期,絨氈層增大,絨氈層細(xì)胞內(nèi)含有大液泡,液泡將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)擠到細(xì)胞一邊,使得細(xì)胞質(zhì)濃縮(圖3D),隨著進(jìn)一步的發(fā)育,未形成小孢子,且絨氈層進(jìn)一步增大,向內(nèi)擠壓四分體,藥室體積變小(圖3E),最后絨氈層和四分體全部消失,整個(gè)花粉囊萎縮(圖3F)。根據(jù)石蠟切片結(jié)果可知,不育系22N317A花粉細(xì)胞四分體后小孢子不能被釋放出來(lái),同時(shí)絨氈層異常膨大,向內(nèi)擠壓四分體,致使藥室變形,最終導(dǎo)致敗育。另外2組材料的花粉細(xì)胞發(fā)育的結(jié)果與其類(lèi)似。
2.3mtDNA和gDNA的分離純化
以任一不育系gDNA和3個(gè)不育系mtDNA為模板,利用引物4對(duì)orf139基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增得到的電泳圖譜如圖4A所示,從圖中可以看出,泳道1~4均出現(xiàn)500bp左右的條帶,說(shuō)明orf139的目標(biāo)片段在所有的mtDNA和gDNA樣本中都被擴(kuò)增到,因此說(shuō)明分離的gDNA中含有mtDNA,基因的特異性可以通過(guò)mtDNA模板表達(dá)出來(lái)。利用引物5和引物6分別對(duì)核基因MS2Bnap和核基因BnMS1進(jìn)行PCR擴(kuò)增得到的電泳圖譜如圖4B和圖4C所示,從圖中可以看出,圖4B和4C結(jié)果是相同的,均是泳道1出現(xiàn)1000bp左右的條帶,泳道2~4均沒(méi)有出現(xiàn)條帶,說(shuō)明以mtDNA作為模板沒(méi)有得到PCR產(chǎn)物,分離的mtDNA為gDNA的一部分。
2.4不育胞質(zhì)類(lèi)型
以不育系22N317A、22N195R2A、22LJ56A-22N286R1A的mtDNA為模板,利用引物1、引物2和引物3分別進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳圖譜如圖5所示。從圖中可以看出,利用引物1進(jìn)行PCR擴(kuò)增,3個(gè)不育系材料擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳圖譜均出現(xiàn)465bp的條帶(圖5A);利用引物2進(jìn)行PCR擴(kuò)增,3個(gè)不育系材料擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳圖譜中均出現(xiàn)1102bp的條帶(圖5B);而3個(gè)不育系材料引物3擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳圖譜中均沒(méi)有出現(xiàn)條帶(圖5C)。由于465bp、1102bp和747bp條帶分別是OguCMS、NapCMS和PolCMS不育胞質(zhì)類(lèi)型的分子標(biāo)記[8],因此單個(gè)引物PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳圖譜無(wú)法判斷3個(gè)不育系材料的不育胞質(zhì)類(lèi)型。
以不育系22N317A、22N195R2A、22LJ56A-22N286R1A的mtDNA作為模板,以引物1、引物2與引物3進(jìn)行多重PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳圖譜如圖6所示。由圖可知,3個(gè)不育系材料都出現(xiàn)了465bp和1102bp特定組合的條帶。由于油菜不育胞質(zhì)類(lèi)型與各自PCR產(chǎn)物的特定組合有關(guān),465bp和500bp條帶組合是OguCMS材料的特異性條帶組合,747bp和500bp條帶組合是PolCMS材料的特異性條帶組合,1102bp和800bp條帶組合是NapCMS材料的特異性條帶組合,465bp和1102bp條帶組合是OguNWSUAFCMS材料的特異性條帶組合[8]。因此,本研究使用的3個(gè)不育系材料的不育胞質(zhì)類(lèi)型均為OguNWSUAFCMS。
泳道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ:依次以不育系22N317A、22N195R2A、22LJ56A-22N286R1A的mtDNA為模板;泳道Ⅳ:以ddH2O為模板的陰性對(duì)照。
3討論與結(jié)論
3.13組甘藍(lán)型油菜不育系和保持系的花器官形態(tài)特征
花器作為作物的生殖器官,在不育系和可育系之間存在明顯的差異。王開(kāi)芳等[12]研究結(jié)果表明,恢復(fù)系1831R植株開(kāi)花時(shí),花藥較大,正常散粉,柱頭高度與花藥高度幾乎一致;而不育系105A的花藥小且干癟,無(wú)花粉,但雌蕊發(fā)育正常,雄蕊長(zhǎng)度不到花柱的一半。本研究的3個(gè)不育系材料花器官的形態(tài)與王開(kāi)芳等[12]的研究結(jié)果一致。
3.2不育系花粉敗育發(fā)生的時(shí)期和敗育原因
花粉發(fā)育過(guò)程中,任何時(shí)期出現(xiàn)異常均會(huì)導(dǎo)致雄性不育花粉,花粉敗育發(fā)生的時(shí)期和原因存在較大差異[13]。王開(kāi)芳等[12]采用石蠟制片法,對(duì)甘藍(lán)型油菜雜交種青雜5號(hào)的雄性不育系105A及其恢復(fù)系1831R的小孢子發(fā)生和花藥發(fā)育過(guò)程進(jìn)行觀察,研究結(jié)果表明,在不育系105A花粉敗育過(guò)程中,一部分發(fā)生于造孢細(xì)胞時(shí)期;另一部分發(fā)生于單核晚期,其特點(diǎn)為單核晚期絨氈層細(xì)胞膨大向小孢子靠近,并逐步降解,其破裂胞質(zhì)退化殘余物侵入藥室,與小孢子混合粘連在一起,甚至有些絨氈層細(xì)胞整塊脫落,成為染色很深的團(tuán)塊狀物質(zhì),占據(jù)藥室一部分空間,最終小孢子降解,花粉敗育。劉燕等[14]通過(guò)石蠟切片顯微鏡觀察,發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)型油菜雄性不育系212A在孢原細(xì)胞階段遭受發(fā)育阻礙,沒(méi)有出現(xiàn)造孢細(xì)胞和花粉囊的分化。唐鑫等[15]采用醋酸洋紅染色法和石蠟切片法對(duì)溫敏細(xì)胞核雄性不育系160S花藥進(jìn)行細(xì)胞學(xué)觀察,結(jié)果表明160S屬花粉母細(xì)胞敗育型不育系,敗育時(shí)期發(fā)生在減數(shù)分裂期,絨氈層異常降解,絨氈層未向腺質(zhì)型轉(zhuǎn)化,不能提供花粉母細(xì)胞發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),致使花粉母細(xì)胞發(fā)育受阻,無(wú)法形成四分體結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致小孢子無(wú)法形成,花藥形成空的花粉囊,產(chǎn)生雄性不育。本研究通過(guò)常規(guī)壓片及石蠟切片觀察結(jié)果顯示,3個(gè)不育系材料的敗育時(shí)期為四分體至單核花粉粒期間,敗育的原因主要在于四分體時(shí)絨氈層細(xì)胞大液泡化且徑向增大,向內(nèi)擠壓四分體,最終導(dǎo)致藥室變形和花粉敗育。這與胡麗嬌[16]研究的Ogura型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系大白菜的敗育機(jī)制一致。
3.33個(gè)不育系的不育類(lèi)型鑒定
植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育的機(jī)理與線粒體上特異基因的表達(dá)密切相關(guān),不同的細(xì)胞質(zhì)雄性不育系都有其特有的不育基因[17-18]。線粒體基因組中orf138基因編碼orf138蛋白,引起OguCMS[19];而orf222和orf224基因的表達(dá)分別引起NapCMS和PolCMS[20]。利用不育基因進(jìn)行引物設(shè)計(jì)并進(jìn)行PCR擴(kuò)增,可以得到該不育胞質(zhì)類(lèi)型特異性分子標(biāo)記[21],但單引物PCR往往不能準(zhǔn)確地確定油菜不育胞質(zhì)類(lèi)型,而通過(guò)多重PCR則可以快速區(qū)分不育胞質(zhì)類(lèi)型[8]。張德雙[22]用atp6基因和orf222基因引物組,通過(guò)多重PCR擴(kuò)增,實(shí)現(xiàn)了3種大白菜不育系的區(qū)分。李建斌等[23]在6個(gè)結(jié)球甘藍(lán)CMS植株中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)單株中可以同時(shí)檢測(cè)到orf138基因和orf222基因,這結(jié)果表明該類(lèi)不育系可能是OguraCMS和NapCMS兩種類(lèi)型的雜合體。
本研究利用orf138、orf222、orf224基因的3對(duì)特異性引物,對(duì)22N317A、22N195R2A和22LJ56A-22N286R1A3個(gè)甘藍(lán)型冬油菜不育系mtDNA進(jìn)行多重PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物中都出現(xiàn)465bp和1102bp組合的條帶。因此,22N317A、22N195R2A和22LJ56A-22N286R1A3個(gè)不育系均為OguNWSUAFCMS。
參考文獻(xiàn):
[1]姚鴻,謝緯武,李傳友,等.D-2型小麥細(xì)胞質(zhì)雄性不育系及其保持系和恢復(fù)系線粒體DNA的比較研究[J].遺傳學(xué)報(bào),1998,25(1):1-7.
[2]蔡明,劉貴華,秦選佑.甘藍(lán)型油菜雄性不育的遺傳研究:I.NCa甘藍(lán)型油菜異核型雄性不育材料選育初報(bào)[J].中國(guó)油料,1993,15(4):1-3,7.
[3]WANZJ,JINGB,TUJX,etal.Geneticcharacterizationofanewcytoplasmicmalesterilitysystem(hau)inBrassicajunceaanditstransfertoB.napus[J].TheorandApplGenet,2008,116(3):355-362.
[4]李殿榮.甘藍(lán)型油菜三系選育初報(bào)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),1980(1):26-29.
[5]CHAMBERLAINJS,GIBBSRA,RAINERJE,etal.DeletionscreeningoftheDuchennemusculardystrophylocusviamultiplexDNAamplification[J].NuclAcidsRes,1988,16(23):11141-11156.
[6]NAKAMURAT,VRINTENP,SAITOM,etal.RapidclassificationofpartialwaxywheatsusingPCR-basedmarkers[J].Genome,2002,45(6):1150-1156.
[7]KIMS,LEEET,CHODY,etal.Identificationofanovelchimericgene,orf725,anditsuseindevelopmentofamolecularmarkerfordistinguishingamongthreecytoplasmtypesinonion(AlliumcepaL.)[J].TheorandApplGenet,2009,118(3):433-441.
[8]ZHAOHX,LIZJ,HUSW,etal.Identificationofcytoplasmtypesinrapeseed(BrassicanapusL.)accessionsbyamultiplexPCRassay[J].TheorandApplGenet,2010,121(4):643-650.
[9]舒暢.甘藍(lán)型油菜蘿卜甘藍(lán)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系NRO4270A的研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.
[10]金姣姣.基于生長(zhǎng)錐和下胚軸分析甘藍(lán)型冬油菜的抗寒性機(jī)制[D].蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2020.
[11]危文亮,王漢中,劉貴華.甘藍(lán)型油菜新型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系NCa不育胞質(zhì)類(lèi)型的分子鑒定[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,38(10):1965-1972.
[12]王開(kāi)芳,張?jiān)伱?,張金文,?甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育系105A花藥敗育的細(xì)胞學(xué)觀察[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2015,31(13):76-80.
[13]WANGSP,ZHANGGS,SONGQL,etal.AbnormaldevelopmentoftapetumandmicrosporesinducedbychemicalhybridizationagentSQ-1inwheat[J].PLoSOne,2015,10(3):e0119557.
[14]劉燕,董振生,張改生,等.甘藍(lán)型油菜CMS212A花藥發(fā)育的細(xì)胞學(xué)研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2005,14(2):33-37.
[15]唐鑫,李圓圓,陸俊杏,等.甘藍(lán)型油菜溫敏細(xì)胞核雄性不育系160S花藥敗育的形態(tài)學(xué)特征和細(xì)胞學(xué)研究[J].作物學(xué)報(bào),2021,47(5):983-990.
[16]胡麗姣.基于RNA-seq對(duì)大白菜Ogura型細(xì)胞質(zhì)雄性不育機(jī)制的研究[D].鄭州:鄭州大學(xué),2022.
[17]HANSONMR,BENTOLILAS.Interactionsofmitochondrialandnucleargenesthataffectmalegametophytedevelopment[J].ThePlantCell,2004,16(S):154-169.
[18]張祖新,方明鏡,杜何為,等.基于PCR技術(shù)的玉米CMS材料胞質(zhì)類(lèi)型的快速鑒定[J].作物學(xué)報(bào),2005,31(10):1386-1388.
[19]BELLAOUIM,PELLETIERG,BUDARF.Thesteady-statelevelofmRNAfromtheOguracytoplasmicmalesterilitylocusinBrassicacybridsisdeterminedpost-transcriptionallybyits3′region[J].TheEMBOJournal,1997,16(16):5057-5068.
[20]俞咪娜,董媛媛,徐攀峰,等.油菜胞質(zhì)不育類(lèi)型相關(guān)基因研究進(jìn)展[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2008,23(增刊1):7-11.
[21]陳黎明,柳李旺,晉萍,等.兩個(gè)蘿卜雄性不育材料胞質(zhì)的細(xì)胞學(xué)與分子鑒定[J].分子植物育種,2009,7(4):757-762.
[22]張德雙.大白菜CMS96細(xì)胞質(zhì)雄性不育的分子特性及育種應(yīng)用研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2006.
[23]李建斌,張海娟,余小林,等.結(jié)球甘藍(lán)細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)類(lèi)型的分子鑒定[J].分子植物育種,2009,7(6):1149-1153.
(責(zé)任編輯:石春林)