杀雄剂SQ-1诱导的小麦生理型雄性不育系交替氧化酶基因(AOX1)的表达分析

为了揭示小麦生理型雄性不育败育过程与交替氧化酶(AOX1)基因表达的关系,利用荧光定量技术分析了小麦交替氧化酶基因家族AOX1基因(AOX1a和AOX1c)在K型遗传型不育系[ms(Kots)-90-110]、K型不育系和恢复系杂交后经多代回交选育的可育系(BC5F1)以及杀雄剂SQ-1诱导的BC5F1小麦生理型雄性不育系的旗叶和花药(单核期、二核期、三核期)中的表达情况。结果表明,AOX1a基因在供试可育系(BC5F1)和遗传型不育系[ms(Kots)-90-110]中的表达规律一致,都表现为旗叶中的表达量较少,花药单核期表达量最高,二核期和三核期表达量下降;SQ-1诱导的生理型不育系中AOX1a基因在旗叶中表达量也最少,花药单核期表达量最高,二核期表达量减少,但三核期略呈上升;与其他2个材料相比较,生理型不育系的单核期AOX1a基因的表达量极显著增加,二核期极显著降低。AOX1c基因在3个材料各时期的表达规律一致,都表现为先升后降;但在表达量上,可育系与生理型不育系各时期的表达量两者几乎没有差异,遗传型不育系中的单核期表达量极显著低于可育系和生理型不育系。推测,AOX1a基因在生理型不育系单核期和二核期的异常表达,可能影响了花药发育过程中抗氰呼吸途径,导致呼吸代谢紊乱,引起花药败育;AOX1c基因没有参与生理型不育的代谢调节。

基于AOX1和MCM5基因水芹地方品种的遗传关系分析及‘玉祁红芹’ISSR-SCAR标记建立

基于低拷贝核基因AOX1和MCM5的扩增结果,对采自南京的水芹〔Oenanthe javanica(Bl.)DC.〕野生种和太湖流域6个地方品种进行了遗传多样性分析,并基于ISSR标记开发了两步法鉴定‘玉祁红芹’(‘Yuqihongqin’)的SCAR标记。结果显示:水芹6个地方品种的AOX1基因中检测到22个SNP位点和7个InDel位点;MCM5基因中检测到33个SNP位点,其中3个位于编码区且均为同义突变,还有1个位于非编码区的InDel位点。与MCM5基因相比,AOX1基因提供的信息位点更多,基于AOX1基因构建的水芹野生种和6个地方品种的ML遗传关系树的支持率相对较高;其中‘玉祁红芹’、‘苏州圆叶芹’(‘Suzhouyuanyeqin’)和‘梅南水芹’(‘Meinanshuiqin’)的遗传关系较近,而‘常熟白芹’(‘Changshubaiqin’)、‘溧阳白芹’(‘Liyangbaiqin’)和‘江阴青芹’(‘Jiangyinqingqin’)的遗传关系较近。基于ISSR-880引物扩增得到‘溧阳白芹’的特异性片段,设计的第1对SCAR引物鉴定出‘玉祁红芹’和‘溧阳白芹’2个地方品种,再利用ISSR-836引物扩增得到‘玉祁红芹’特异性片段,设计的第2对SCAR引物在‘玉祁红芹’所有单株中扩增出特异性条带,而在‘溧阳白芹’所有单株中均未出现此条带。本研究开发的两步法鉴别‘玉祁红芹’的ISSR-SCAR标记可为水芹其他地方品种的鉴定、保存和利用提供参考。

毕赤酵母Sut2对甲醇代谢的调控研究

根据毕赤酵母Sut2基因表达在甲醇培养基中显著升高的特性,进一步探究该基因的功能及其与甲醇代谢的关系。在毕赤酵母基因组中,利用同源重组原理,分别通过双交换和单交换构建Sut2敲除菌株与Sut2过表达菌株。同时培养GS115-ΔSut2、GS115-Sut2和GS115野生型菌株,检测并比较Aox1基因的转录和翻译水平。以甲醇和甲醛分别作碳源培养菌株,检测Sut2的转录水平,从而鉴定该基因的诱导剂。用高效液相色谱法(HPLC)检测毕赤酵母菌株细胞内外麦角固醇含量。结果显示:Sut2主要由甲醇所诱导,对Aox1有一定程度的正调控作用,但两个基因可能参与复杂的调控网络和反馈回路,因而间接相互作用;HPLC结果表明,Sut2基因可能与麦角固醇合成有关。探究Sut2对甲醇代谢的调控机理,进一步丰富了巴斯德毕赤酵母甲醇代谢通路。