中文摘要
文冠果是我国北方特有的木本油料植物及重要的生物质能源植物之一,为北方优良的抗旱耐寒造林先锋树种。是杂性花即两性花(孕花)和雄花(不孕花)同株。两性花的雌蕊发育正常,而雄蕊不育。雄花中雄蕊发育正常,而雌蕊在雄花的性别决定过程中发生选择性败育。为全面认识雄花性别决定中的雌蕊器官选择性败育的分子调控机理,在原有工作的基础上,以文冠果雄花在选择性败育前夕的雌蕊组织和两性花中正常发育的同期雌蕊组织为研究材料,利用抑制消减杂交法(SSH)等技术分离败育前夕的雌蕊组织中多个差异表达的基因;用生物信息学分析其可能的功能特征;采用RNA dot blotting杂交等技术对分离到的基因进行表达分析;通过遗传转化等途径分析和认识重要相关基因的功能及其表达特征,为进一步丰富花性别发育和合子胚发育生物学理论,以及在生产实践中克服胚珠败育或利用雌性不育作为杂交制种的手段,实现人类自主控制胚珠发育奠定重要的工作基础。
结题摘要
以文冠果雄花选择性败育前夕的雌蕊和两性花中正常发育的同期雌蕊为研究材料,采用Genefishing技术首次筛选到21个差异表达的cDNA片段(DEGs),选取4个DEGs登录了NCBI EST库。根据反向Northern杂交和半定量RT-PCR,选择出9个重要的DEGs,表明它们中的部分在雄花和两性花的雌蕊中表达有差异。用3'race和5'race技术克隆获得文冠果ubl5全长基因。该基因开放阅读框(ORF)编码73个氨基酸。UBL5蛋白在种系发育过程中大量的表达并高度保守,可能通过调节细胞周期蛋白酶CLK4来调节雄花雌蕊大孢子母细胞的分裂行为。采用石蜡制片技术,确定文冠果雄花雌蕊的选择性败育发生在大孢子母细胞减数分裂Ⅰ期。通过雄花和两性花三个时期的雌蕊全蛋白质电泳图谱分析,找到可能与雄花雌蕊选择性败育相关的三个特异蛋白点A1、A2、B5,并对其进行质谱等分析,其产物可能参与雌性不育过程中蛋白质的水解和细胞程序性死亡等过程。利用气-质谱(GC-MS)联用技术对文冠果雄花和两性花四个时期雌蕊中的GA3、ABA二种内源激素进行测定,表明它们的含量变化与文冠果选择败育有密切的关系。
