Genetic and Functional Analysis of Arabidopsis thaliana Male Sterile Mutant ms214

2011·4.6 MB·

by  Zhou Que

植 物 分 类 与 资 源 学 报 ,33 ( ):
摇 2011 3 287~292
Plant Diversity and Resources :
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 DOI 10.3724/SP.J.1143.2011.10193
拟南芥雄性不育突变体 ms214 的遗传与功能分析
*
周 鹊, 易 君, 杨仲南, 张 森**
摇 摇 摇
上海师范大学生命与环境科学学院 上海
( , 摇 200234)
摘要: 经过 诱变 背景纯化以及遗传分析 得到一株隐性核基因控制的拟南芥雄性不育突变体
EMS 、 ,
ms214 用图位克隆的方法将突变基因MS214定位于拟南芥第一条染色体上顶端 的区间内 生物信
, 700kb 。
息学分析发现 该区间内有一个与蜡质合成有关的基因CER1 测序分析表明在突变体ms214中 CER1基
, ; ,
因第一个外显子上碱基由 509变成了 509的突变 导致 蛋白在该处的氨基酸由脯氨酸170变成了亮氨
C U , CER
酸170 等位实验结果表明ms214和cer1是等位突变体 ms214突变体的茎和果荚呈现出与野生型不同的亮
; 。
绿色 组织切片观察结果表明 突变体花药发育各个时期无异常变化 扫描电镜观察发现ms214的茎和果
; , ;
荚的表皮没有蜡质的形成 但是突变体成熟花粉粒表面含油层异常 具有许多小的脂肪小滴 这些结果揭
, , 。
示了 蛋白质参与蜡质合成过程 而且脯氨酸170是该蛋白质行使功能所必需的
MS214 , 。
关键词: 拟南芥 雄性不育 蜡质
; ;
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:
Q945, Q75摇 摇 摇 摇 摇 A摇 摇 摇 摇 摇 摇 2095-0845(2011)03-287-06
Genetic and Functional Analysis of Arabidopsis thaliana
Male Sterile Mutant ms214
**
ZHOU Que, YI Jun, YANG Zhong鄄Nan, ZHANG Sen
CollegeofLifeandEnvironmentScience ShanghaiNormalUniversity
( , ,Shanghai200234,China)
Abstract Arabidopsis thaliana ms214
: Through EMS mutagenesis we obtained an male sterile mutant named which
MS214
is controlled by a single recessive nuclear gene. Map鄄based cloning strategy was used and gene was mapped
CER1
to a region of700kbontheupperendofchromosome1. Bioinformaticsanalysisrevealedthatthereisa gene
ms214
which is involved in wax biosynthesis in this region. Sequencing analysis indicated that mutant had a C to U
CER1 170 170
base鄄pair change in thefirstexonof gene,whichresultedinthereplacementofaproline byaleucine re鄄
MS214 CER1
sidue in this region. Allelism testsindicatedthat and belongtothesamelocus. Unlikethewildtype,
the mutantdisplaysglossygreenstemsandsiliques. Cytologyobservationshowedthattherewerenodifferencesinan鄄
ther development between the mutant and the wild type. Scanning Electron Microscopy (SEM) examination revealed
ms214
thatnowaxwasformedonthe stemsandsiliques. ButSEMexaminationonpollengrainsshowedthatthepollen
ms214
coat of the mutantwasaberrantwithnumeroussmallerlipiddroplets. ThesedatademonstratedthatMS214pro鄄
170
tein was involved in wax biosynthetic pathways,and proline is very important for the function of this protein.
Key words Arabidopsis thaliana
: ; Male sterile; Wax
植物的有性生殖不仅是植物繁殖的主要途 药是植物的雄性生殖器官 是花粉发育的场所
摇 , 。
径 也是植物进化及对环境适应的基础之一 花 对花药及花粉发育的研究具有重大的理论意义
, 。 。
基金项目 国家自然科学基金项目
* : (30971553)
通讯作者
** : Authorforcorrespondence;E鄄mail:[email protected]
收稿日期 接受发表
: 2010-11-04, 2011-01-10
作者简介 周鹊 女 主要从事植物基因功能研究
: (1982-) , 。
植 物 分 类 与 资 源 学 报 第 卷
摇288摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 33
花药及花粉发育异常会导致雄性不育 雄性不育 株作为父本 突变体作为母本进行杂交得到 代 收
, , F1 ,
是生产上杂交制种的基础 因此对花药及花粉发 获 代种子 种下后自交 获得 代种子 种植下
。 Fl , Fl , F2 ,
育的深入研究又有潜在的应用价值 去 并观察 代表型 统计 代中可育植株与不育植
, F2 , F2
。
株的比例
花粉外壁的主要成分是孢粉素 通常在其表 。
, 提取 拟南芥基因组 的提取参照方法
面的腔或间隙中充满花粉覆盖物 花粉覆盖物也 1.2.3摇 DNA 摇 DNA
。 等
称花粉鞘或含油层 是绒毡层细胞分泌的物质 (Zhang ,2003)。
, 反应 反应参照易君等 的方
这些粘性的物质可使花粉相 1.2.4摇 PCR 摇 PCR (2006)
(Bedinger, 1992)。 法 引物的序列由英潍捷基 上海 贸易有限公司合
。 ( )
互粘结成块 有助于传粉媒介携带至柱头的表
, 成 用 的琼脂糖凝胶进行电泳验证 个亲本 er和
。 2.5% 2 L
面 此外 花粉外壁还含有一些蜡质 角质等物
之间的多态性
。 , 、 Col 。
质 植物表皮的蜡质是长链脂肪酸形成的长链脂 雄性不育基因的定位 以野生型 植株作为父
。 1.2.5摇 摇 Col
肪类碳氢化合物组成的复合物 是植物表皮的重 本 er背景的突变体植株作为母本进行杂交得到
, , L F1
要组成部分 等 它们是植物抵抗 代 代自交后得到 代 收集 代中的不育植株用
(Millar , 1999), , F1 F2 , F2
外界环境胁迫包括干旱 太阳辐射 冰冻 虫害 于基因定位 基因初定位的方法及所用分子标记同易君
。
、 、 、
等 一旦找到了连锁的分子标记 就在该分子
及致病菌感染等的重要屏障 (2006), ,
(Post鄄Beillenmiller,
标记附近设计新的分子标记 表 用高通量提取
蜡质在防止植物失水及植物受精过程的花 ( 1),
1996)。 的方法 等 提取大批 遗传群体中的
粉 柱头相互作用中起非常重要的作用 等 DNA (Xin ,2003) F2
- (Chen , 突变体单株 对这些植株进行基因型分析 对目的
等 等 在拟南 DNA, ,
2003; Preuss , 1993; Fiebig , 2000)。 基因进行进一步定位
芥中有两条主要的蜡质合成途径 脱羰合成途径 。
, 花药发育的光学显微镜观察 野生型与突变体
1.2.6摇 摇
和酰基还原合成途径 等 该合成
植株的花序在 固定液中固定 后 用
(Millar , 1999)。 FAA 12 ~24 h , 50%
途径受阻常常导致茎或叶片出现异常的亮绿色 乙醇洗 次 常规脱水 树脂包埋 切片 片
2 ~3 , , Spurr , ,
等 同时 常常导致植物雄性不育 厚约 甲苯胺蓝染色后在显微镜下观察并拍照
(Fiebig ,2000), , 1滋m, 1%
等 等 目前已经有一 等
(Chen ,2003; Aarts , 1995)。 (Zhang ,2007)。
些与蜡质合成相关的基因被克隆 主要是 家 茎、 叶、 果荚和花粉的扫描电镜观察 新
, CER 1.2.7摇 摇 (1)
族和 家族的基因 等 鲜材料直接制样 分别取 株野生型与突变体新鲜植株
: 5
GL (Millar ,1999)。
茎 叶 果荚及 期正常和潮湿环境下生长的突变体的
本实验中我们获得一个拟南芥雄性不育突变 、 、 13
花粉 置于扫描电镜的座台上 直接真空干燥 喷金后
体ms214 遗传分析表明突变体的性状是由单个 , , ,
, 观察 固定后制样 野生型和突变体取 期的花
隐性核基因控制的 该突变体的茎和果荚的表面 。 (2) : 13
, 朵 戊二醛溶液固定过夜 用 的磷酸缓冲溶
呈异常的亮绿色 本文对该突变体基因MS214 进 , 2.5% , pH7.2
。 液充分洗涤后 再经 锇酸溶液固定 的磷酸
, 1% 4h, pH7.2
行了定位和克隆 结果表明突变基因MS214 与定
缓冲溶液充分洗涤 梯度乙醇脱水 临界点干燥后分离
,
, ,
位区间内的 CER1 基因是等位的 对突变体进行 雄蕊 将花粉撒在扫描电镜座台上 喷金后观察
。 , , 。
了细胞学以及扫描电子显微镜观察分析 结果表 胼胝质特异性染色 将正常环境和潮湿环境下
, 1.2.8摇 摇
明突变基因在蜡质合成和植物育性方面起重要作 生长的野生型和突变体的 期花朵用 苯胺蓝溶
13 0.01%
用, 而且脯氨酸170是该蛋白质起作用所必需的。 液染色后, 在紫外光激发下观察其柱头有无胼胝质发出
的特异性黄绿色荧光 并用 数码相机拍照
, OlympusDP70
记录
1摇 材料及方法 。
1 1摇 植物材料
. 2摇 结果与分析
野生型拟南芥 Arabidopsisthaliana erecta
( ) Landsberg
2 1摇 突变体ms214 的表型观察
er 生态型 由本实验室种植 拟南芥突变体 ms214 .
(L ) , 。
为了研究参与花药发育的相关基因 我们通
是 er生态型
,
L 。
1 2摇 方法 过 诱变了一批野生型拟南芥 er 种子
. EMS (L ) ,
植物材料的种植 种植方法同易君等 经过背景纯化获得了一株雄性不育突变体
1.2.1摇 摇 (2006)。
突变体的背景纯化与遗传分析 以野生型 er植 ms214 与野生型植株比较 ms214 突变体的果
1.2.2摇 摇 L 。 ,
期 周鹊等 拟南芥雄性不育突变体ms214的遗传与功能分析
3 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 : 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2摇89
荚短小萎缩 成熟后不含种子 图 现出与野生型不同的亮绿色 图 植
, ( 1: A, B)。 ( 1: D, E),
将突变体植株与 er野生型的花粉做杂交后可以 株的其它部位并没有这种表型特征
L 。
结出正常的果荚 说明突变体的雌蕊是可育的 2 2摇 突变体ms214 花药的光学显微镜观察
, 。 .
增加突变体生长环境的湿度 不育突变体植株长 为了分析突变体雄性不育的原因 我们通过
, ,
出正常的果荚 说明ms214 为环境控制的雄性不 树脂切片技术在光学显微镜下观察比较了突变体
,
育突变体 图 突变体的茎和果荚表面呈 和野生型花药发育的各个时期 等
( 1: C)。 (Sanders ,
结果表明二者之间没有差异 花药最后
1999)。 ,
都能形成花粉 并能开裂释放花粉 图 这
, ( 2)。
说明突变体的不育不是由花药发育过程造成的
。
图 第 时期突变体 和野生型 花药的
2摇 13 (A) (B)
横切面比较 标尺为
( 10滋m)
Fig.2摇 Comparisonofanthertransversesectionsofmutantplant
(A) andthewildtype(B) atstage13 (bars=10滋m)
2 3摇 突变体 ms214 的花粉、 茎、 果荚、 叶的扫
图 突变体ms214的表型分析 .
1摇 描电镜观察
野生型 er 和突变体ms214 植株的形态比较 增加
L (A) (B) ;C.
为了进一步探讨突变体不育的深层次原因
生长环境的湿度 突变体植株的果荚变得膨胀 突变体的茎
, ; D. ,
右 表现出与野生型的 左 不同的亮绿色 突变体的果 以及茎 果荚呈现出与野生型不同的亮绿色的原
( ) ( ) ; E. 、
荚 右 呈现出与野生型 左 不同的亮绿色 因 我们对突变体和野生型的花粉 茎 果荚和
( ) ( ) , 、 、
Fig.1摇 Characterizationofthems214 mutant 叶片的表面进行了扫描电镜观察分析 结果发
ms214 。
Comparisonofmorphologybetweenwildtype(A) and mutant 现 与野生型正常花粉相比 图 突
, ( 3: A, B),
(B) plant;C. Mutantsiliquesbecomelargeatwetenvironment;D. 变体的花粉表面透明度低 似有一层油状物
,
Mutantstem(right) looksglossygreenwhichisdifferentfromthewild
图 在较高湿度的环境中生长的突变
type(left); E. Mutant silique (right) looks glossy green which is ( 3: E, F)。
体花粉表面趋于正常 接近野生型的花粉 图
differentfromthewildtype(left) , ( 3:
图 野生型与突变体花粉扫描电镜的观察
3摇
新鲜花粉观察 和 野生型 和 潮湿环境中生长的突变体 和 突变体 固定后花粉观察
A-F: , A B. ; C D. ; E F. ; G-J: ;
和 野生型 和 突变体 中标尺为 中标尺为 中标尺为
G H. ; I J. (A,C,E, H, J 5滋m; B,D,F 1滋m; G, I 10滋m)
Fig.3摇 Scanningelectronmicroscopyexaminationofwildtypeandmutantpollengrains
A-F:Freshpollen. AandB,Wildtypepollen;CandD,Mutantpollenatwetenvronment;EandF,
Mutantpollen;G-J:Fixedpollengrains. GandH,Wildtypepollen;IandJ,Mutantpollengrains
(barsinA,C,E,H,J=5滋m; barsinB,D,F=1滋m; barsinG,I=10滋m)
植 物 分 类 与 资 源 学 报 第 卷
摇290摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 33
与野生型的花粉表面比较 图 制 将野生型 er做为父本 突变体做母本杂交
C, D)。 ( 3: G, , L ,
经过固定的突变体花粉表面凝聚了许多白 得到 代 其表现为野生型表型 植株可育
H), F1 , , ,
色颗粒状凝结物 说明突变体花粉表面的油脂数 说明该突变体受隐性基因控制 代自交 得
, 。 F1 ,
量或种类发生了变化 图 这种变化可 到的 代群体中出现性状分离 经过统计得可
( 3: I, J), F2 ,
能是导致突变体不结种子的原因 育植株 株 不育 株 两者比例接近
。 179 , 60 , 3 颐 1
与野生型的茎和果荚上表皮具有明显可见的 X2 X2 符合孟德尔遗传
( =0.00139< 摇 0.05=3.48),
蜡质 图 相比 突变体的茎和果荚上 定理 这些结果表明突变体 ms1142 是隐性单核
( 4: A, C) , ,
表皮表面光滑 没有蜡质的形成 图 基因调控的
, ( 4: B, D); 。
而突变体的叶片上表皮表面与野生型的没有区 2 6摇 MS214 不育基因的定位与克隆
.
别 均没有明显可见的蜡质形成 图 为进一步研究ms214 突变体并最终克隆突变
, ( 4: E, F)。
2 4摇 花粉管胼胝质特异荧光染色观察 基因 利用图位克隆的方法对突变体进行了遗传
. ,
在拟南芥生长发育过程中 花粉成熟后落到 定位 以确定该突变基因在染色体上的位置 首
, , 。
柱头上 萌发出花粉管 花粉管表面形成一层胼 先 选用在拟南芥基因组 条染色体上分布均匀
, , , 5
胝质 用苯胺蓝溶液染色可在荧光显微镜下观察 的 对分子标记 易君等 进行基因的
, 20 ( , 2006)
到特异荧光 用苯胺蓝浸染野生型雌蕊柱头后 初定位连锁分析 这 对分子标记在野生型 er
。 , 。 20 L
会看到萌发花粉管发出黄绿色的荧光 而突变体 和 之间具有序列的多态性 以这些分子标记
。 Col 。
的柱头经苯胺蓝染色后 没有观察到荧光 图 进行 结果表明突变基因 MS214 与第 条
, ( PCR, 1
但高湿度环境下生长的突变体的柱头经 染色体上的分子标记 连锁 利用新设计
5: A), F13K23 。
过染色后 观察到了明显的荧光 图 说 的分子标记 表 结合用高通量 方法
, ( 5: B)。 ( 1) PCR
明正常环境中突变体的花粉不能萌发 造成不 等 最终将基因 MS214 定位在第
, (Xin , 2003), 1
育 但是环境增湿后 突变体的花粉能成功的萌 条染色体顶端分子标记 和 之间
, , T7I23 F21M11
发形成花粉管 从而发出荧光 也能完成受精过 区间内
, , 700 kb 。
程 这时突变体就变得可育了 根据网上 公布的拟
, 。 (www. arabidopsis. org)
2 5摇 突变体ms214 的遗传分析 南芥第一条染色体上该定位范围的序列信息 这
. ,
为了确定突变体 ms214 是否由单个基因控 里面包含一个基因CER1 其突变体 cer1与ms214
,
图 野生型与突变体茎 果荚 叶片的扫描电镜观察
4摇 、 、
野生型 和突变体 的茎 突变体的茎没有蜡质覆盖 野生型 和突变体 的果荚 变体体果荚
(A) (B) , ; (C) (D) ,
没有蜡质覆盖 野生型 和突变体 的叶片 突变体与野生型没有区别 标尺为
; (E) (F) , ( 10滋m)
Fig.4摇 Scanningelectronmicroscopyexaminationofwildtypeandmutantstems,siliquesandleaves
Wildtype(A) andmutant(B) stems,nowaxonthemutantstem;Wildtype(C) andmutant(D) siliques,nowaxon
themutantsilique;Wildtype(E) andmutant(F) leaves,nodifferencebetweenthem(bar=10滋m)
期 周鹊等 拟南芥雄性不育突变体ms214的遗传与功能分析
3 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 : 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2摇91
表1摇 本研究所涉及的新设计分子标记引物序列
Table1摇 Sequencesofmolecularmarkersusedinthiswork
分子标记 正向引物 反向引物
Molecularmarker Forwardprimer Reverseprimer
摇 摇 摇 摇 F7C19 TTACAAGTCAACAGGTTTAG AAATATGGATATAAACAAAC
摇 摇 摇 摇 T7I23 TGTATTTGAAGTGGGATGAA AACTATGGGTCTGACTGGTA
摇 摇 摇 摇 F21M11 CTTCTCTGCGAACGTTACTC GGACGGGTTCGAAAACAAT
摇 摇 摇 摇 F12K11 TATATTTCTCGAATCTAACC GAGCCTGTCACCAACTAC
摇 摇 摇 摇 F13K23 CTTGATAGTCATTAATAC AGAACTTGCTTGCTATGC
摇 摇 摇 摇 F26F24 TTGGTTGCTCTAAATCAC TTGCCAATAATAAGAAGG
中的数据进行分析 发现在
uk/Software/Pfam/) ,
拟南芥中有 个和 MS214 基因同源的基因 系
3 。
统进化分析显示 MS214 基因在无根进化树中单
独形成一个分支 说明 MS214 基因在拟南芥中
,
具有独特的功能 图
( 6: B)。
图 正常环境 和潮湿环境 中生长的突变体
5摇 (A) (B)
花粉萌发时胼胝质特异性染色
Fig.5摇 Specificstainingofcalloseduringmutantpollengermination
atnormal(A) andwet(B) environment
突变体表型相似 因此 我们克隆了突变体中该
。 ,
基因的 序列和 通过测序分析并与
DNA cDNA,
野生型序列比对 结果表明在突变体中 该基因
。 ,
的第一个外显子上第 个碱基对由 509变成了
509 C
509 导致该基因编码的蛋白质的氨基酸序列中 图6摇 CER1基因序列和系统进化分析
U ,
MS214基因一级结构以及核苷酸变化的位置 黑色方格子表
第 个氨基酸由脯氨酸170变成了亮氨酸170 说 A. 。
170 , 示MS214基因外显子 拟南芥中 家族蛋白的无根系统进
明突变体在该基因座位发生了突变 图 ; B. CER1
( 6: A)。 化树 利用 计算遗传距离 用邻接法分析 基因家
。 MEGA3.1 , CER1
通过等位实验 以ms214 突变体的杂合子植株为 族蛋白的氨基酸序列 节点处的数字表示基于 次重复的自
, 。 1000
父本 cer1 突变体为母本进行杂交 得到 代 举值 分支的长度与每个点处期望的氨基酸替换数目成正比 这
, , F1 。 ,
植株的表型更接近 cer1 突变体的表型 这表明 与图下面的比例尺是一致的。 图中箭头表示CER1 (At1g02190)
,
MS214
ms214 突变体和cer1 突变体是等位的 在 cer1 突 Fig.6摇 Sequenceandphylogeneticanalysisof gene
。 MS214
变体中 CER1 基因的突变是由于 I dSpm 元件 A. The genestructureandpositionofthenucleotidechangein
, / ms214 MS214
mutant. The black boxes indicate exons; B. Unrooted
的插入造成的 该元件插在 CER1 基因序列的 Arabidopsis
, phylogenetictreeoftheCER1familyproteinsin . Aminoacid
的位置 等
971 bp (Aarts , 1995)。 sequencesofCER1familyproteinswereanalyzedbytheneighbor鄄joining
2 7摇 MS214 基因的序列分析
method with genetic distance calculated by MEGA3.1. The numbers at
.
为了分析 MS214 基因的一级结构 我们对 thenodesrepresent percentage bootstrap values based on1000 replica鄄
,
其编码区的碱基序列进行了分析 该基因基因组 tions. Thelengthofthebranchesisproportionaltotheexpectednum鄄
,
bersofaminoacidsubstitutionspersite,with ascaleprovided atthe
序列全长 个碱基 包含了 个外显子 分
2643 , 7 ( bottomofthetree. ThearrowheadindicatesCER1 (At1g02190)
别为 碱基
517, 220, 391, 108, 201, 273, 174
对 和 个内含子 分别为 3摇 讨论
) 6 ( 71, 83, 295, 123,
碱基对 图 该基因编码的蛋 植物雄性不育是指植物体中雄蕊发育由于受
85,102 ) ( 6: A)。
白有 个氨基酸 分子量是 到某些内 外因素的影响而发育不正常 无有效
627 , 72.1 kDa。 、 ,
按照 数据库 花粉形成 但这种影响对雌蕊发育的影响很小或
Pfam ((http:/ /www.sanger.ac. ,
植 物 分 类 与 资 源 学 报 第 卷
摇292摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 33
无影响 雌蕊能正常发育和正常受精的一种不育 也参 考 文 献页
, 摇 摇 摇
现象 在植物界是很普遍的 蜡质是长链脂肪酸
, 。
衍生物的混合物 存在于许多生物有机体中 同 etal
, , AartsMGM,KeijzerCJ,StiekemaWJ .,1995. Molecularchar鄄
时也存在于拟南芥花粉粒的表面 对花粉的吸 acterizationoftheCER1geneofArabidopsisinvolvedinepicuticu鄄
, ThePlantCell 7
水 萌发 甚至花粉管的生长是非常重要的 蜡 larwaxbiosynthesisandpollenfertility [J]. , :
、 、 。
质合成有关基因的突变会导致植物的雄性不育 2115—2127
, ThePlant
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因此 蜡质对植物的育性保持也是必需的 Cell 4
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等 et al
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花粉成熟后 其新陈代谢即基本停止 并呈
moistureandtemperatureon the ageing kinetics of pollen: Inter鄄
, ,
Plant Cell Envi鄄
干粉状 一般含水量为 当它落在 pretationbased on cytoplasmic mobility [J]. ,
, 15% ~35%。 ronment 23
湿润的柱头上 花粉周围立即被水包围 花粉吸 , :967—974
, , etal
ChenXB,GoodwinSM,BoroffVL .,2003. Cloningandcharac鄄
水含水量增加并开始萌发 但是当花粉落在比较
Arabidopsis
; terizationof the WAX2 gene of involved in cuticle
干燥的柱头上时 花粉必须依靠自身花粉壁的含 The Plant Cell 15
, membrane and wax production [J]. , :
油层所形成的界面利用水势梯度从柱头吸收水分
1170—1185
etal CER6
等 拟南芥柱头属于干燥型的 FiebigA,MayfieldJA,MileyNL .,2000. Alterationsin ,
(Buitink , 2000)。 ,
一旦长链脂肪酸的代谢途径受阻 就会影响到花 a gene identical to CUT1, differentially affect long鄄chain lipid
, ThePlantCell
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粉表面含油层中蜡质的形成 进而大大降低花粉
12
, :2001—2008
在柱头上的水合作用 从而导致植物雄性不育 et al CUT1 Arabidopsis
, 。 MillarAA,SabineC,Sabine Z .,1999. , an
雄性不育突变体cer1 cer6 和cut1 等就是由于花
, generequired for cuticular wax biosynthesis and pollen fertility,
粉表面缺少蜡质造成的 等 encodes a Very鄄Long鄄Chain fatty acid condensing enzyme [J].
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粉在柱头上的水合作用大大降低 花粉粒缺少水 tation eliminates surface components from Arabidopsis pollen and
, GenesandDeve鄄
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170
Biotechniques 34
氨基酸发生了突变 由脯氨酸变成了亮氨酸 产 extractionmethodsuitableforPCR [J] . , :1—
, ,
生了与cer1突变体相似的表型 而且等位分析的 6
, 易君 高菊芳 张在宝 etal
YiJ( ),GaoJF( ),ZhangZB( ) .,2006.
结果表明 ms214突变体与cer1 突变体是等位的
Arabidopsisthaliana
, , Geneticandmappinganalysisof malesterile
但它们的基因突变位点不同 在 cer1 突变体中 ms1502 ActaBotanicaYunnanica 云
。 , mutant (Cruciferae)[J]. (
基因突变是由于I dSpm 元件插入CER1 基因编码 南植物研究 28
), (3):283—288
/
et al
区的 位置造成的 这种插入破坏了基因读 ZhangS,RainaS, Li H .,2003. Resources for targeted inser鄄
971bp 。 Arabidopsis PlantMo鄄
码框 导致该位点后的基因序列不能表达 蛋白 tionalanddeletionalmutagenesisin [J].
, , lecularBiology 53
, :133—150
功能丧失 突变体表现出不育的表型 在突变体
et al
, 。 Zhang ZB, Zhu J, Gao JF ., 2007. Transcription factor At鄄
ms214 中 CER1 基因第 位单个氨基酸的变
, 170 MYB103 is required for anther development by regulating tape鄄
化 就导致了不育表型的出现 说明第 位的 Ara鄄
tumdevelopment,callosedissolutionandexineformationin
, , 170
bidopsis PlantJournal 52
脯氨酸在 蛋白功能的作用是非常重要的 [J]. , :528—538
CER1 。