‘瓯柑’及其无子突变体花粉发育的细胞学观察

【目的】观察‘瓯柑’及其无子突变体的花粉形态和花药发育过程,探讨‘无子瓯柑’花粉败育的时期和方式。【方法】以雄性不育的‘无子瓯柑’和可育的有子瓯柑为试材,采用半薄树脂切片、扫描电镜、透射电镜等方法对其花药发育过程和花粉形态进行观察。【结果】有子瓯柑花粉粒饱满,‘无子瓯柑’花粉粒多干瘪、畸形。‘无子瓯柑’小孢子母细胞形成期正常,在四分体时期开始出现异常,在单核期出现明显异常,虽然能形成花粉壁,但小孢子细胞质收缩、解体,最终只剩余空瘪的花粉壳。在成熟花粉粒时期,‘无子瓯柑’花药的绒毡层附近有大量的脂类物质残存,营养物质未能被花粉粒充分利用,有子瓯柑绒毡层附近无脂类物质残存,营养物质被花粉粒利用充分。【结论】‘无子瓯柑’花粉母细胞正常,花粉败育开始于小孢子母细胞减数分裂期至四分体时期,小孢子母细胞减数分裂过程的不正常是导致其花粉败育的主要原因。

无子瓯柑E3泛素连接酶基因CsRNF217的克隆与功能分析

【目的】无子瓯柑是其野生型的雄性不育突变体。基于转录组-代谢组关联分析,克隆无子瓯柑E3泛素连接酶基因CsRNF217,分析其序列特征、表达模式、亚细胞定位及基因功能。【方法】采用生物信息学方法分析无子瓯柑CsRNF217基因序列特征;利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)分析时空表达模式;根据转基因烟草表型特征分析基因功能,采用烟草瞬时表达分析其亚细胞定位。【结果】无子瓯柑CsRNF217基因cDNA全长768 bp,编码255个氨基酸,具有RING型E3家族典型结构域。qRT-PCR结果显示,无子瓯柑CsRNF217基因在雄蕊中表达量最高,在小孢子发育后期上调表达。过表达转基因烟草的种子数量和花粉活力显著下降。烟草叶片瞬时表达的荧光信号特异位于细胞核。【结论】无子瓯柑CsRNF217基因编码RING型E3,定位于细胞核,在雄蕊中表达量最高,在花粉发育晚期上调表达,推测对无子瓯柑和过表达转基因烟草的花粉发育过程可能起到负向调控作用。