配子体自交不亲和植物花粉S基因研究进展

配子体自交不亲和植物的自交不亲和性是由雌蕊自交不亲和因子和花粉自交不亲和因子相互作用的结果。目前已经分离和鉴定了雌蕊自交不亲和基因及其表达产物。最近从金鱼草、Prumusdulcis、梅等植物中分离的F-box基因,它具有花粉S基因特点,即在花药、成熟的花粉和花粉管中特异表达;在基因位置上,与S-RNase基因紧密连锁;不同物种或同一物种不同品种F-box基因间核苷酸和氨基酸序列上存在高度多态性。通过分子生物学方法和杂交授粉试验证明所分离的F-box基因是花粉自交不亲和基因,但目前尚未分离出该类基因相应的表达蛋白。主要综述了配子体自交不亲和植物花粉自交不亲和基因的发现、基因的结构、雌蕊自交不亲和因子和花粉自交不亲和因子相互作用的模型。

配子体自交不亲和信号转导的研究进展

自然界中大多数自交不亲和(selfincompatibility,SI)显花植物表现为配子体SI。配子体SI植物虽然都具有其SI的功能而阻止自我受精,但它们采取的信号转导途径是不同的。目前关于配子体SI信号转导的途径主要有两种:一是茄科、玄参科、蔷薇科中以雌蕊SRNase为基础的信号转导途径;另一是罂粟科中以花粉管胞质自由钙离子为第二信使的转导途径。文章就配子体SI信号转导的研究进展作一综述。

植物配子体自交不亲和机制研究进展

结合国内外最新的研究进展对配子体自交不亲和性的细胞学机制和分子生物学机制进行了综述,包括与S-核酸酶(S-RNase)、花粉管胞质自由钙离子以及其他因子相关的信号转导机制。并根据目前的研究现状提出了植物配子体自交不亲和机制研究中存在的问题及今后研究的重点,旨在为其深入研究提供参考。

配子体自交不亲和雄性决定因子的鉴别及其功能研究进展(英文)

配子体自交不亲和由具有多基因的单一位点S位点控制,该位点包括紧密连锁的雌性(雌蕊)和雄性(花粉)S决定因子。本文综述了近年来金鱼草、矮牵牛、李亚科植物花粉特异性F-box基因的鉴别及雄性S决定因子的鉴定,论述了雄性决定因子在自交不亲和反应中的功能研究进展。当前对雄性决定因子的功能研究认为,在亲和反应中它非特异地与S-RNases作用,通过形成一个功能的SCF复合体仅使非自身S-RNase被泛素介导的26S蛋白酶体降解,花粉管得以继续生长至胚囊完成双受精;而自身S-RNase的活性被特异保留,作为细胞毒素降解花粉管RNA,从而抑制自身花粉管的生长。图3参43。

miRNA在沙田柚配子体自交不亲和反应中的差异表达与功能分析

以沙田柚自交1~3 d以及异交1~3 d花柱为实验材料,构建小RNA测序文库。利用HiSeq深度测序对Small RNA进行测序,然后对差异表达miRNA进行分类注释和靶基因预测,并对靶基因进行GO功能注释以及KEGG pathway注释。结果表明自交1~3 d花柱中已知miRNA的个数分别为178、179和186个,而新miRNA分别为640、739和801个。异交1~3 d花柱中的已知miRNA的个数分别为232、122和219个,新miRNA分别为1184、476和836个。在YJ1/ZJ1、YJ2/ZJ2、YJ3/ZJ3的比对中共获得了16个差异表达的已知miRNA以及23个差异表达的新miRNA。差异表达miRNA靶基因的GO功能显著性富集分析结果表明,这些miRNA靶基因的功能涉及到RNA降解、转录因子、植物激素、植物与病原菌相互作用、结合功能、激酶等代谢过程。通过本研究,挖掘出了一些与沙田柚自交不亲和相关的miRNA,可为今后阐明沙田柚配子体自交不亲和的分子机理提供依据。

果树配子体自交不亲和关键基因S-RNase与SFB同源基因研究进展

近年来,随着果树自交不亲和研究的深入,在果树中发现了许多属于配子体自交不亲和(GSI)的树种。本综述着重从基因的分离鉴定、结构功能分析综述了果树配子体自交不亲和的关键基因S-RNase与SFB同源基因的研究进展及作用机制,对于果树品种杂交育种亲和性的选择及无核品种选育有着重要意义。

植物配子体自交不亲和SBP1基因研究进展

自交不亲和是一种生殖隔离现象,常常发生在开花植物中。众所周知植物配子体自交不亲和的机制中花粉自我和非自我的S-RNase均可以进入花粉管,当异花授粉时,花粉的SCF复合体被泛素标记并在非自花粉侵入花粉管后被26S蛋白酶体降解,从而发生已交亲和。然而自花授粉过程中,自我的花粉SCF复合体不会泛素标记花柱S基因编码的S-RNase,从而拥有活力,将花粉管中的RNA分解导致花粉管生长发生障碍,从而影响蛋白质的合成,发生自交不亲和。SBP1所编码的蛋白作为非典型SCF复合体中的重要组成部分,在配子体非典型自交不亲和体系中发挥其独特的作用。本综述将就SBP1的结构功能和非典型自交不亲和SCF复合体在自交不亲和体系中发挥的作用和研究进展进行讨论。

杏的自交不亲和机制研究进展

被子植物的自交不亲和有孢子体型不亲和与配子体型不亲和两种类型,杏的自交不亲和属于配子体型不亲和。从生物学、细胞学和分子学角度综述杏的自交不亲和机制,对比分析研究自交亲和品种和自交不亲和品种不同的受精过程及杏的开花生物学和授粉生物学特性,为生产上花期管理、合理选配授粉树提供依据,为杏种质资源、遗传育种及生物技术等方面研究提供参考。

沙田柚自交不亲和花柱数字基因表达谱及相关基因分析

为探索沙田柚自交不亲和的分子机理,以沙田柚自交与异交1~3天的花柱为材料,利用数字基因表达谱技术对样品cDNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明:异交1 d/自交1 d花柱中,上调表达的基因有244个,下调表达的基因有27个;异交2 d/自交2 d花柱中,上调表达基因有265个,下调表达基因有244个;异交3 d/自交3 d花柱,上调表达的基因有193个,下调表达的基因有685个。在SY1/SZ1、SY2/SZ2和SY3/SZ3中共有的差异表达的基因为30个。差异表达基因的GO功能显著性富集分析结果表明,这些差异表达的基因主要参与应对各种化学物质、植物激素、内源和外源物质的刺激及信号转导过程。通过本研究,挖掘出了一些与沙田柚自交不亲和相关的基因,可为今后阐明沙田柚配子体自交不亲和的分子机理提供依据。

植物自交不亲和机制的研究进展

自交不亲和性的研究是植物生殖生物学和分子生物学研究的热点之一,本文综述了植物自交不亲和性机制的研究进展,主要介绍了在植物界中广泛存在的自交不亲和的两种类型:孢子体型自交不亲和及配子体型自交不亲和,并综述了这两种类型的遗传控制机理以及近年来在分子水平上的研究进展.

李亚科果树自交不亲和性机制的研究进展

蔷薇科果树大多具有自交不亲和的特性,它是一种通过雌蕊和花粉的特异性识别防止近亲繁殖的调控机制。自交不亲和有利于维持果树种群的遗传多样性,是果树群体遗传和进化研究中的重要性状。李亚科果树是蔷薇科果树的一个重要分支,包含桃(Prunus persica)、李(P.salicina)、杏(P.armeniaca)、扁桃(P.dulcis)、果梅(P.mume)和中国樱桃(P.pseudocerasus)等树种。李亚科果树在分类上属于S-RNase介导的配子体自交不亲和,S位点至少包括花柱侧特异表达的S-RNase和花粉侧特异表达的F-box基因。本文综述了李亚科果树S决定因子的发现、花粉及花柱的分子识别机制以及自交亲和性突变体的研究进展,以期能够阐明李亚科果树授粉的分子机制,为李亚科果树分子育种提供理论基础。

中国白梨PbSFBB 13-gamma基因的分子克隆与序列特征(英文)

以5个已知S基因型的中国白梨品种为试材,设计分别对应于梨SFBB-alpha,SFBB-beta和SFBB-gamma基因的3对引物对这5个品种进行基因组PCR扩增。结果仅引物组合PSFBG-F/PSFBG-R从‘金花’（S13S18）,‘金花四号’（S13S18）和‘鹅梨’（S13S34）中扩增出一约1300bp的条带,经回收、克隆、测序后,鉴定其为SFBB-gamma基因,命名为PbSFBB13-gamma（Pyrus bretschneideri SFBB13-gamma）,GenBank登录号为EU081892。逆转录PCR结果表明PbSFBB13-gamma仅在花粉中特异表达;序列分析表明该基因不含内含子,编码区含1191个核苷酸,编码396个氨基酸,预测分子质量与等电点分别为45.4ku、4.63。PbSFBB13-gamma表现出典型的花粉SFB/SLF基因的基本结构特征,即1个F-box结构域及4个可变区;在推导氨基酸水平上,其与蔷薇科SFB/SLF基因的相似性为17.8%-97.7%。试验结果充分表明PbSFBB13-gamma应为花粉S基因的候选基因。选取蔷薇科34个SFB/SLF基因的全长氨基酸序列,构建进化树研究基因间的进化关系。结果表明,34个SFB/SLF基因形成2个亚科特异的类群,但不形成种特异的类群,其进化规律与蔷薇科S-RNase基因一致,即花粉SFB/SLF基因的形成也是在亚科形成之后、种形成之前。研究结果有助于从分子水平上揭示中国白梨的自交不亲和性机制。

7个砂梨品种S基因型的确定及1个新S-RNase基因的分离鉴定(英文)

砂梨是重要的经济树种,表现出典型的配子体自交不亲和性,在生产和育种上需鉴定品种的S基因型以确定品种间的亲和性。选取7个砂梨品种为试验材料,使用梨S-RNase(S基因)通用引物进行基因组PCR扩增,产物通过1.8%的琼脂糖凝胶电泳分析。结果表明:‘楚比香’等4个品种中产生了预期的2条电泳条带,而其他3个品种都只产生1条带产物,通过6%的聚丙烯酰胺电泳对该3个品种的PCR产物进一步分析,结果产物被成功分离。将7个品种中分离到的14个条带分别回收、克隆、测序及序列分析,从中鉴别出10个具有梨S-RNase基因序列特征的S基因,其中‘政和大雪梨’中494bp的基因片段被鉴定为新的S基因,暂命名为S43-RNase(GenBank接受号EF566873)。RT-PCR试验证明S43-RNase仅在花柱中特异表达,符合S-RNase的表达特征。通过比对S43-RNase的基因组序列和cDNA序列,确定其内含子大小为294bp。在推导氨基酸水平上,S43-RNase与苹果亚科其他S-RNase表现出65%～92%的相似性。

雪花梨S_(16)-RNase基因全长cDNA克隆及序列分析(英文)

通过逆转录PCR(RT-PCR)及快速扩增cDNA末端(RACE)技术从中国白梨品种雪花梨中克隆到S16-RNase基因的全长cDNA序列(GenBank接受号为DQ991388).该cDNA克隆总长1101bp,包含1个完整的开放阅读框,编码228个氨基酸.S16-RNase表现出梨S-RNase基因的基本结构特征,即其具有5个保守区(C1,C2,C3,RC4及C5)和1个高变区.在推导氨基酸水平上,S16-RNase与梨其他S-RNase基因的相似性为63%至74%,但与苹果S9-RNase的相似性高达95%.通过多序列比对构建进化树,分析梨S16-RNase与蔷薇科植物其他S-RNase基因的遗传进化关系.结果表明,S16-RNase与苹果亚科S-RNase基因形成一个亚科特异而非种特异的S-RNase基因类群;且不同S-RNase基因间存在属内种间遗传距离远于属间种间遗传距离现象.

植物自交不亲和SSK1基因的研究进展

自交不亲和是开花植物最主要的一种避免自体受精的机制,在蔷薇科、玄参科、茄科等植物中普遍存在,由SKP1、CUL1、RBX1、F-box四个蛋白亚基组成的SCF(SKP1-Cullin1-F-box-Rbx1)复合体在其中发挥着重要作用。异花授粉时,花柱关键因子S-RNase在SCF复合体的作用下被泛素分子打上标签,因此被26S蛋白酶体降解产生异交亲和;自花授粉时,S-RNase不能被标记从而保持活力,分解花粉管中的RNA导致自交不亲和。SSK1基因作为一种新型SKP1基因,在泛素-蛋白酶体途径中起着重要作用。SSK1作为SLF和Cullin1蛋白的特异性衔接子,构成了靶向S-RNase的SCF复合物。本研究综述了SCF复合体的构型和SSK1基因作用,为研究配子体自交不亲和反应提供一定的理论依据。

不同授粉方式对黄金梨座果率的影响

梨属于配子体自交不亲和型的树种，因此在建园时需要配置授粉树或在花期进行人工辅助授粉，才能获得预期的产量和质量。但是国内人工授粉多采用逐花点授，效率颇低。而美国、新西兰、韩国等国家采用花粉溶液或花粉固体稀释的方法进行机械授粉，大大降低了劳动强度，