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  植物细胞质雄性不育是指植株的雄性生殖系统不能正常发育产生有功能的花粉,而其雌性生殖系统生长完全正常的一种母性遗传现象。细胞质雄性不育(CMS)是油菜杂交种生产中最有利用价值的授粉控制系统。但使用单一的细胞质类型在生产中势必引起杂交优势衰退,不利于杂交油菜生产的可持续发展。因此,发掘和创建新型细胞质雄性不育种质资源,对克服我国生产中杂交油菜胞质类型贫乏、丰富杂交油菜的胞质遗传多样性具有重要意义。NSa细胞质雄性不育系是中国农业科学院油料所杂种优势利用课题组通过原生质体融合的方法进行远缘体细胞杂交得到的一个非常有应用潜力的细胞质雄性不育系,其不育性稳定。NSa的恢保关系与油菜Polima细胞质雄性不育存在很大差异,表明NSa很可能是一种新的不育胞质。为进一步鉴别NSa不育系、明确其育种应用价值,我们试图从分子水平上鉴定其不育胞质,寻找与NSa不育性状相关的线粒体基因,为NSa不育系统在油菜生产上的利用提供理论支持。获得如下结果: 1.建立了一种快速、有效的油菜线粒体DNA(mtDNA)提取方法。为油菜线粒体基因组测序及对细胞质雄性不育的分子机理研究奠定基础。从油菜黄化苗中通过差速离心结合蔗糖缓冲液洗涤和垫衬分离线粒体,经SDS裂解后抽提纯化mtDNA。所获得的mtDNA完整性良好;利用细胞核基因的特异性引物进行PCR检测,证实没有核基因组污染。与密度梯度离心法提取mtDNA相比,该方法具有对设备的要求低、提取效率高、纯度好等优点。 2.利用RFLP鉴定出NSa不育胞质的线粒体基因组来自于新疆野芥。Southern杂交中用EcoRI/atp9的酶探针组合分析了NSa不育系、NSa恢复系和体细胞杂种亲本中双4号及新疆野芥的线粒体基因组差异。NSa CMS中线的杂交图谱等同于亲本新疆野芥,而与亲本中双4号没有相同带型。可以说明NSa不育胞质中的atp9基因来源于新疆野芥。 3.鉴定了可能与育性相关的线粒体基因在NSa不育系和保持系中的表达差异,初步获得了一个表达不同的线粒体基因。用NSa不育系、NSa保持系的cDNA和15个线粒体基因进行反向斑点杂交,并用GeneTools分析杂交结果。结果显示nad2在NSa不育系中的杂交信号弱于保持系,说明在不育系中nad2基因表达受到了抑制,推测nad2可能与NSa CMS相关。

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