雌性不育论文：雌性不育PTB1基因亚细胞定位功能分析表达模式

1、雌性不育论文：雌性不育PTB1基因亚细胞定位功能分析表达模式【中文摘要】植物雌性不育的研究早在上个世纪中期已经开始，但早期研究大多仅限于胚胎学和细胞学层面。随着分子生物学技术的大量应用，关于植物雌性不育基因的功能分析、特别是结构性不育分子机理的研究方面取得了长足的进展。对于植物雌性不育的深入研究从分子层面揭示植物生殖生理上的障碍，对于理解植物不育的本质及调控机制，同时为植物雌性不育的农业应用提供可能。前期的研究中，我们对一份来自籼稻蜀恢202的雌性不育突变体进行了大量研究，发现该不育性状受一对隐性基因控制，位于水稻第5染色体。因其表现出花粉管生长受阻，不能完成正常的受精过程，导致雌性不育，故命

2、名为Pollentubeblocked1(PTB1)。精细定位和候选克隆显示，突变体PTB1发生了470bp的DNA缺失，通过遗传转化野生型基因，能够回复突变体表型，证实了该基因的功能，比较分析显示PTB1是一个新型的雌性育性控制基因。为了进一步了解该基因的相关功能和表达模式我们对独立的互补与过表达转基因株系进行了相关研究，并对PTB1基因的表达模式进行了初步探讨，主要结论如下：1、互补转基因株系田间调查发现，各株系间结实率不尽一致，介于9.93-87.55%之间，株系内发生可育与不育分离，经Barstar抗性和PCR佥测结果显示，所有植株育性恢复均是由于互补转基因的导入；不同结实率株系间RT

3、和REAL-TIMEPCI结果显示，结实率的高低与转PTB1基因的表达水平成一定正相关，进一步确认了PTB1基因的育性控制功能。2、过量表达株系调查发现，过表达植株与野生型植株整体性状无明显差异，但在结实率上有一定程度提高(野生型87.09%,过表达94.97%)。RT表明结实率提高株系PTB1的表达水平明显提高，证实过量表达可提高水稻结实率，同时对其他重要性状影响不明显。3、提取野生型水稻根、茎、叶、幼穗、开花后三天以及开花后七天的稻穗进行RPCR和荧光定量PCR佥测,发现PTB1基因在水稻的根、茎、叶和穗子中均有表达，表明它是一个组成型表达基因，在幼穗中的表达量最高，开花后随着时间的推移，

4、其表达量逐渐降低，其表达模式与花粉管生长控制的功能基本吻合。4、亚细胞定位载体瞬时转化洋葱表皮细胞和拟南芥原生质体发现,PTB1基因在细胞膜与细胞核均有表达，在拟南芥原生体胞质也有表达信号，推测PTB1基因细胞定位可能不具备特异性。同时我们已经获得了亚细胞定位载体稳定转化水稻的阳性植株，将有助于阐述该基因在水稻体内的真实定位情况。5、系统搜索在拟南芥、烟草、蓝猪耳、油菜和水稻上等报道的雌性育性、花粉管生长、花柱道发育相关的控制基因序列，非水稻基因提交Tigr+Rice网站搜索水稻同源基因(水稻基因组内与给定基因同源性最高的基因),然后根据各个基因的CDS序列设计引物，进行RT-PCF分析。结果

5、发现：4个基因在野生型和突变体中表达差异明显，其中A2(LOC_Os03g50160.1).A7(LOC_Os0lg52660.1).A10(LOC_Os04g33370.1在突变体中下调,A13(LOC_Os05g46480.1)在突变体中未表达，他们在拟南芥或烟草中的同源基因分别与花粉管生长雌性影响因子或花柱中花粉管定向生长相关。【英文摘要】Inthemiddleoflastcentury,plantfemalesterilityresearchhavebegun,butintheearlystage,researchmostlylimittoembryologyandcytology.W

6、ithmolec卩Larbiologytechnologyappliedwidely,functionalanalysisofplantfemalesterilitygenehasmadegreatprogresses.DeepresearchofplantfemalesterilityhelpstouncovertheobstacleofplantreproductionphysiologicallyinthemolecaLarlevel,andtounderstandtheesseneeofplantsterilityandregaLateandcontrolmechanism.Besid

7、es,itgivestheopportunityforagricaLtureuseforplantfemalesterility.Inthepreviousresearch,afemalesterilericemutantwasidentifiedfromShuhui202,andthemutantgenewaslocatedonchromosome5ofrice.Duetothephenotypeofpollentubeblockedinthestyle,itwasnamedPTBI.FinemappinglocatiedthePTB1toa60KBintervalandthecandidategeneclonerevealedthatthemutantPTB1lose470bpinDNAsequenee.ViatransformofthewildtypePTB1geneintoFS,thefertilephenotypywererescued,demonstratingthefunctionofthePTB1gene.Comparativeanalysissuggeststhat