甜菜線粒體育性相關(guān)基因的對(duì)比及atp6基因的RNA編輯研究.pdf

1、甜菜是重要的糖料作物之一,為了更好的發(fā)揮甜菜雄性不育系在雜交制種中優(yōu)勢(shì)作用,在理論上闡述其細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS,Cytoplasmic male sterility)的分子機(jī)理具有重要的實(shí)際意義。細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)是植物不能產(chǎn)生正常有功能花粉的一種現(xiàn)象,其遺傳方式屬于母系遺傳。已在大多數(shù)植物物種中發(fā)現(xiàn)了CMS現(xiàn)象,并且有證據(jù)表明它與線粒體基因組上的嵌合開放閱讀框有關(guān)。RNA編輯現(xiàn)象廣泛存在于高等植物的線粒體基因組中,它是植物產(chǎn)生

2、有功能蛋白所必不可少的加工過(guò)程。大量研究表明,CMS與RNA編輯之間可能存在著某種聯(lián)系?；谝陨险擖c(diǎn),對(duì)CMS線粒體育性相關(guān)基因及RNA編輯的研究將有助于我們更加深入的理解CMS的分子機(jī)制。本文以同質(zhì)異核(DY5和TA33)的兩組甜菜為材料,對(duì)其線粒體基因組上的育性相關(guān)基因及atp6基因的RNA編輯進(jìn)行了研究。
　　利用PCR技術(shù)對(duì)線粒體基因組上的育性相關(guān)基因coxⅠ、coxⅡ、orf129和orf324進(jìn)行了對(duì)比檢測(cè)分析。瓊脂糖

3、凝膠電泳結(jié)果顯示,細(xì)胞色素氧化酶亞基基因coxⅠ和coxⅡ在可育保持系和不育系之間沒(méi)有出現(xiàn)差異條帶,說(shuō)明它們可能并非引起CMS的候選基因;開放閱讀框orf129在4種供試材料中均未出現(xiàn)條帶,說(shuō)明它與CMS的形成沒(méi)有直接關(guān)系,而開放閱讀框orf324僅出現(xiàn)在不育系中,可以推測(cè)它可能是導(dǎo)致CMS發(fā)生的候選基因。
　　利用直接測(cè)序和克隆測(cè)序兩種方法,結(jié)合PT-PCR技術(shù)對(duì)線粒體基因組上的atp6基因的RNA編輯進(jìn)行了研究。直接測(cè)序和克隆

4、測(cè)序的結(jié)果表明,在atp6基因轉(zhuǎn)錄本的保守區(qū)域內(nèi)共有8個(gè)編輯位點(diǎn),且均發(fā)生在密碼子的第一、二位點(diǎn)上,這些位點(diǎn)的編輯將導(dǎo)致氨基酸種類的變化,如第二個(gè)編輯位點(diǎn)上發(fā)生的由絲氨酸(疏水參數(shù)0.8)到亮氨酸(疏水參數(shù)3.8)的轉(zhuǎn)變。通過(guò)分析可看出atp6基因的RNA編輯有著改變蛋白質(zhì)疏水性的作用,同時(shí)它能增加物種間的保守性。
　　另外,通過(guò)對(duì)其編輯頻率的分析發(fā)現(xiàn)atp6基因轉(zhuǎn)錄本中所有編輯位點(diǎn)的編輯方式均為部分編輯,而且大體趨勢(shì)是雄性不育系