甘蓝型油菜7365恢复基因BnaMs3作用机理研究

发布时间：2020-06-13 17:29

【摘要】：甘蓝型油菜隐性核不育系7365A是由两个位点控制的复等位遗传模式(BnaMs3/Bnams3,Bnams4a/Bnams4b/Bnams4c),其中BnaMs3和Bnams4a为恢复基因,Bnams4b为不育基因。Bnams4b会导致油菜雄蕊退化,不能产生成熟的花粉,BnaMs3则能恢复这种不育的表型,而且这种遗传模式在拟南芥也同样的适用。研究认为Bnams4a是在转录水平上调控Bnams4b表达,BnaMs3是在蛋白水平上与Bnams4b互作。BnaMs3的进化分析和遗传转化实验表明,BnaMs3是一个功能获得性变异基因,而且功能获得变异位点可能存在功能结构域TPR和Hop的六个氨基酸残基内。本研究利用CRISPR/Cas9技术对编码与BnaMs3和Bnams4b都互作蛋白的基因A41进行编辑,对BnaMs3的作用机理进行初步探究。另一方面对BnaMs3的六个预测功能变异位点定点突变,结合转有Bnams4b不育材料,探究BnaMs3的功能变异氨基酸位点和功能结构域。主要研究结果如下:1 A41基因编辑A41是编码通过酵母双杂实验筛选到的与BnaMs3和Bnams4b都互作蛋白的基因,A41有蛋白酶抑制剂功能报道,猜测它参与了BnaMs3恢复Bnams4b的过程。对野生型拟南芥的A41基因CRISPR编辑,结果获得了纯合A41编辑并且无转基因的植株。通过杂交方式转入BnaMs3和Bnams4b都存在的植株中,结果并没有得到预期关于育性改变的表型,推测A41可能并没有参与BnaMs3恢复Bnams4b的过程。2 BnaMs3功能变异氨基酸位点探究针对预测的六个BnaMs3功能变异氨基酸位点,分别构建六个BnaMs3的定点突变表达载体转化野生型拟南芥,并与转有Bnams4b的拟南芥杂交。对后代的表型观察和醋酸洋红染色结果表明,BnaMs3的321氨基酸位点突变之后,BnaMs3失去恢复功能,推测该氨基酸突变之后改变了BnaMs3的蛋白质结构,从而影响了BnaMs3的功能。3 BnaMs3在转录水平上调控Bnams4b的表达定点突变结果表明,在结构域TPR上的一个氨基酸变异,会导致BnaMs3失去恢复功能。TPR蛋白在质体发育和基因表达上有重要功能,参与了质体的RNA剪切。q RT-PCR结果表明,BnaMs3降低了Bnams4b表达水平。推测BnaMs3是在转录水平上调控Bnams4b的表达,BnaMs3作为TPR蛋白,恢复了质体的RNA剪切缺陷,从而解除了Bnams4b对质体的破坏使得育性恢复。
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华中农业大学 2018 届硕士研究生学位（毕业）论文株也表现为可育。根据这种遗传模式，提出了三系化杂交育系，可以减少大面积制种时需要人工拔出 50%可育株的麻烦等（2010，2012）对 9012A 不育基因精细定位，并且结合分实验结果表明，细胞核雄性不育系 9012A 的不育受到 2 对BnRf）。在 BnMs3 位点处有一对等位基因，显性可育基因 Bnms3；在 BnRf 位点处有三个等位基因，恢复基因 BnRfa、不基因 BnRfc，其中显隐关系为 BnRfa>BnRfb>BnRfc（Dong e传模式，提出了新的隐性核不育 9012A 三系化制种模式（图

Xia 等（2016）通过对不育基因 Bnams4b的定位以及田间遗传学实验解释了 7365AB 的遗传模式（图1.2A）。它是由两个位点控制的复等位遗传模式，一个是位于 N19 连锁群上的BnaMs3/Bnams3（BnaC9.Tic40/BnaC9.tic40），另一对是位于 N7 连锁群的复等位基因 Bnams4a/Bnams4b/Bnams4c。其中 BnaMs3 和 Bnams4a为恢复基因，，Bnams4b为不
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S565.4

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1 郭翔;甘蓝型油菜7365恢复基因BnaMs3作用机理研究[D];华中农业大学;2018年

本文编号：2711503