拟南芥雄性不育突变体ms1521的基因定位.pdfVIP

第3 7卷第3期 上海师范大学学报(自然科学版) Vo1．37．No．3 2 0 0 8年6月 Journal of Shanghai Normal University(Natural Sciences) 2 0 0 8，Jun． 拟南芥雄性不育突变体ms1521的基因定位 周 鹊，贾琦石，杨仲南，张 森 (上海师范大学生命与环境科学学院，上海200234) 摘 要：ms1521是经EMS诱变筛选得到的一拟南芥雄性不育突变体．通过背景纯化与遗传分 析，发现ms1521突变体是受隐性单基因控制．形态学观察表明：突变体的花缺失部分花瓣，雄 蕊比较短，花药肥大，部分雄蕊的花药成丝状．利用图位克隆的方法对不育基因MS1521进行 了定位，结果表明：MS1521位于第一条染色体分子标记F17F8Alul和T19E23之间161kb的 区间内．数据库预测，其中有11个与花发育有关的基因．试验将有助于对目的基因的克隆，控 制花器官研究和雄性不育分子机制的研究． 关键词：拟南芥；雄性不育；基因定位；花器官发育 中图分类号：Q943、2 文献标识码：A 文章编号：1000—5137(2008)03-0296—05 O 引 言 雄性不育是高等植物生命活动中的一个普遍现象，与雄蕊，花药和花粉的发育密切相关．雄性不育 基因的克隆有利于人们对这些组织和器官发育的深人研究．雄性不育又是生产上杂交育种的基础．因此 雄性不育现象的研究及不育基因的克隆具有理论意义，又有潜在的应用价值． 拟南芥基因组小，生长周期短，结子量大，已经作为模式植物用于功能基因的分离．拟南芥全基因组 序列测序的完成¨ ，加快了人们对基因功能的研究．目前已从拟南芥中分离出近三十个雄性不育基因 包括ATP1 ，SYN1 L3]，CYP74a E4]，MS2 ，EMS1 E6]以及MS1 基因等．据文献报道大约有3500个基因 在拟南芥花药中表达，其中60到100个基因为花药发育所必需，任何一个基因的突变都可能会导致雄 性不育 ．因此，拟南芥中尚有许多不育基因未得到克隆． 经典ABC模型假定拟南芥是由ABC三类基因的表达而控制花的结构 J．拟南芥的花代表了大多 数被子植物花的结构，由4轮同心花器官组成，由外向内分别为：萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊．ABC三类基 因分别控制相邻两轮花器官的发育，其中，A和c两类基因相互拮抗，即A功能基因能够抑制c在一， 二轮的表达，c反过来也能抑制A在三，四轮的表达¨ ．A类基因包括AP1，AP2，能控制萼片和花瓣的 发育，其功能丧失会导致第一轮的萼片变为心皮，第二轮的花瓣变成雄蕊．B类基因包括AP3，PI，能控 制第二，三轮花器官的发育，其功能丧失会使第二轮花瓣变为萼片，第三轮的雄蕊变为心皮．c类基因 含有AG，能控制第三，四轮花器官的发育，其功能丧失会使第三轮的雄蕊变为花瓣，第四轮的心皮变成 萼片 “ ．在这5个基因中，AP1，AP3，PI和AG都是MADS盒家族的成员，这3类基因中任何一个基 收稿日期：2008-02-21 基金项目：国家自然科学基~(30671 127)；上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金(RE566)． 作者简介：周 鹊(1982一)，女，上海师范大学生命与环境科学学院硕士研究生；张 森(1963一)，男，上海师范大 学生命与环境科学学院副教授． 通讯作者． 第3期 周 鹊，贾琦石，杨仲南，等：拟南芥雄性不育突变体ms1521的基因定位 因的功能丧失或突变都会导致花器官性状的改变． 本实验通过EMS诱变拟南芥植株，分离得到了一棵雄性不育突变体ms1521，并对该突变体进行了 表型分析，并运用图位克隆的方法对不育基因MS1521进行基因定位．所得结果有助于进一步阐明植物 雄性不育的机理． 1 材料与方法 1．1 材料 1．1．1 植物材料 野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)：生态型Columbia(Co1)，生态型Lansberg ereeta(Ler)． 拟南芥突变体ms1521：由本实验室用EMS诱变得到的雄性不育株系． 1．1．2 数据库 本实验所需数据信息来源于：http：／／www．ncbi．nlm．nih．gov／，