小麦雄性不育系花粉发育过程中核糖核酸酶活性变化研究(终稿).docVIP

小麦雄性不育系花粉发育过程中核糖核酸酶活性变化研究 龚宏伟 （宝鸡职业技术学院生物工程系，陕西 宝鸡 721013 ) 摘 要: 以两种K型小麦雄性不育系及保持系和YS型温敏不育系为材料，研究了花粉发育过程中倒二叶和花药中核糖核酸酶活力变化。研究发现,不育系花药中核糖核酸酶活性在二核期前显著高于保持系，呈上升趋势；二核期以后不育系核糖核酸酶活性急剧下降；不育系核糖核酸酶活性与相应的保持系比较差异显著。温度变化对K型不育系与其同型保持系酶活性变化没有影响，YS型温敏不育系在不同温度下酶活性差异明显。不育系雄蕊的核糖核酸酶活力异常升高可能与小麦雄性不育有密切关系，核糖核酸酶活力变化的关键时期可能是二核期。 关键词: 小麦；雄性不育系；核糖核酸酶活性 Research on changes of RNase vitality during pollen development process of Wheat Male Sterile Lines GONG Hong-wei （ Bioengineering department of Baoji vocational and technological college, Baoji 721013,China) Key words: wheat; Male sterile lines; RNase vitality 核糖核酸酶在植物体内分布广泛，具有特殊的生物学功能，除能裂解RNA外，还与植物的衰老、抗逆、自交不亲和、植物雄性不育有密切关系[1-4]。尤其近年来，核糖核酸酶与植物雄性不育花药败育的关系受到人们的广泛关注。植物组织器官中RNase 活力的强弱直接影响RNA及可溶性蛋白质的变化。核糖核酸酶对RNA的降解，直接阻碍了植物体蛋白质的合成，而细胞中的蛋白质，既能催化许多新陈代谢活动，又是各种酶、细胞器、膜系统的组成成分。因此，蛋白质含量下降直接导致代谢紊乱。舒孝顺等[5]研究表明，水稻温敏不育系的核糖核酸酶活力升高，引起了 RNA 含量的下降，阻碍了蛋白质合成，使不育系新陈代谢紊乱，从而导致不育系花药败育。杨建军[6]、黄雪清[7-8]等也认为，核糖核酸酶活力的增强与植物的雄性不育表现有直接关系，因此核糖核酸酶变化对细胞正常发育和个体的一系列重要生命活动有着重大的影响。现有的小麦雄性不育系中核糖核酸酶是否异常，它与小麦雄性不育的关系如何？本文对此进行了研究。 1.材料与方法 1.1试验材料 供试材料为西北农林科技大学K型杂交小麦课题组提供的1B/1R类K型小麦雄性不育系3314A及其保持系3314B；由3314A转育而成的非1B/1R类K型不育系732A及其保 持系732B；732A的近等基因系YS型温敏不育系A3017。 1.2试验设计 2008年3月在西北农林科技大学农学院实验室人工气候箱盆栽K型小麦不育系732A、3314A及同型保持系732B、3314B和YS型温敏不育系A3017，进行人工控温处理。根据YS型小麦温敏不育系育性转换条件，在花粉发育的减数分裂期，设置不育和可育的温度处理，不育条件下的温度设为白天16℃，夜间14℃；可育温度条件下的温度设为白天 基金项目：西北农林科技大学基本科研业务基金资助项目(QN2009001)。 作者简介(1973—)女，硕士研究生，陕西人主要从事育种. E-mail:gonghongwei12@126.com 22℃，夜间18℃。光照时间均为12h。 1.3实验方法 1.3.1取样 根据麦株外部形态选取花药处于不同发育时期的麦穗，用醋酸洋红压片法在显微镜下确定中部小穗的发育时期，依次剥取不育系和保持系中部小穗上处于减数分裂期、单核期、二核期、三核期小穗的花药及各个生育期的倒二叶。 1.3.2酶活力测定 在张静兰[9]方法的基础上进行了改进，取小麦雄蕊鲜样0.1 g，液氮研磨；然后加 4 mL 0.02 mol/L 的磷酸缓冲液(pH7)分两次于研钵中，将研钵中核糖核酸酶提取液分别转移至10 mL离心管中；在 4℃、12000g条件下离心15 min，取上清液0.2 mL，加0.8 mL含25 mg/mL酵母RNA的醋酸缓冲液，以上操作均在冰浴中进行。取另一只10 ml离心管0.2 mL 0.02 mol/L磷酸缓冲液和0.8 mL 0.1 mo/L醋酸缓冲液作为对照。将上述各个离心管放入37℃水浴锅，反应30 min,取出分别加2 mL95%乙醇终止反应；混匀后立即置于-20℃冰箱终止反应，以沉淀未酶解的RNA。12小时后取出离心管，在 4℃、10000g条件下