梨花柱S-RNase对花粉管内CaM分布的影响

采用免疫胶体金定位和电子显微技术研究了离体条件下梨花柱S-RNase对自花、异花花粉管中钙调素(CaM)分布的影响.结果显示:(1)花粉管中CaM主要分布在质膜附近,在细胞壁上也有少量分布.(2)不亲和(自花)花柱S-RNase处理后花粉管远离质膜的位置发现CaM,处理24h后在花粉管中部出现CaM,且CaM位置向花粉管内部移动;而亲和(异花)S-RNase处理后花粉管的CaM分布没有明显变化.研究表明,CaM参与了自交不亲和反应过程.

新疆桃花柱S-RNase和花粉SFB基因的克隆与分析

为探索新疆桃自交亲和的原因及其与普通桃的分类关系,以4个新疆桃(Prunus ferganensis Kost.et Riab)品种为试材,分别在花柱S-RNase和花粉SFB基因保守区设计引物,在DNA中鉴定其S基因型,并通过全长引物分别克隆4个品种中的S-RNase和SFB全长基因。测序后经分析确定S基因型分别是:‘和田黄肉’S2S2m,‘喀什1号’S1S2,‘喀什4号’S2S2,‘黄李光’S1S2。DNAMAN软件比对结果表明:S2m-RNase的第602个碱基鸟嘌呤G变成了腺嘌呤A,导致半胱氨酸变成了酪氨酸;SFB1m在第978个碱基后插入155bp的片段,导致蛋白质翻译提前终止;SFB2m基因由于在第492个碱基处有5bp的片段插入,使翻译在525bp处终止。RT-PCR组织特异性分析发现新疆桃4个品种的S-RNase均具有花柱组织特异性表达,SFB均具有花粉组织特异性表达;酵母双杂交试验显示突变的SFB1m和SFB2m能分别与S1-RNase、S2-RNase和S2m-RNase相互作用。以上结果表明新疆桃的S基因与桃其他栽培品种一致,自交亲和性可能与S基因的突变相关,且S基因的突变类型与目前鉴定出的普通桃(Prunus persica L.)突变类型一致,该研究进一步说明新疆桃与普通桃的进化关系较近。

桃自交亲和性的分子机制及遗传特性研究

以油桃(Prunus persica var.necturina)‘中油5号’及其自交后代为试材,利用花柱S-RNase基因和花粉SFB基因的特异性引物进行PCR扩增,对扩增片段进行回收、克隆、测序和Blast分析,确定了‘中油5号’的自交不亲和基因型为S1S2(m)。序列分析结果显示,‘中油5号’桃S1-RNase和S2(m)-RNase与多个其他李属S-RNase基因氨基酸和核苷酸序列间都具有极高的相似性,SFB1和SFB2基因与多个其他李属SFB基因氨基酸和核苷酸序列间也都具有极高的相似性。进一步对‘中油5号’自交后代个体的S基因型进行检测,发现后代群体中存在3种S基因型,分别为S1S1、S1S2(m)和S2(m)S2(m),且分离比为8︰13︰7,与预期的比例1︰2︰1差异不显著(χ2=0.214<χ20.05,2=5.991),说明S-RNase基因和SFB基因都遵循两因素的孟德尔遗传规律进行连锁分离。此外,基因型为S1S1和S2(m)S2(m)的纯合体的存在,表明桃花粉SFB1和SFB2基因均不能被自身花柱S-RNase所识别,这是由于SFB1和SFB2基因翻译提前终止所造成的,从而使‘中油5号’表现出自交亲和性。