摘要85EA是通过电子束辐照获得的胞质突变型小麦不育系 采用.PDF

遗 传 学 报，26(5):558-562,1999 Acta Genetica Sinica 小麦胞质突变型雄性不育系 5EA与其保持 系线粒体DNA的比较研究 李传友 伏健民 金德敏 王 斌 中（国科学院遗传研究所 北京 100101) 摘要 85EA是通过电子束辐照获得的胞质突变型小麦不育系。采用RFLP和RAPD技术对 85EA及其保持系的线粒体DNA(mtDNA）进行了比较研究。RFLP分析表明85EA线粒体基 因组中COXII基因的位置结构与保持系相比发生了变化；RAPD分析中引物OPI-15的扩增产 物在不育系和保持系间存在明显差异，不育系的扩增产物比保持系多1条分子量为0.6kb的特 异条带，用T-easyvector克隆该不育系特异条带并命名为OPD-150.6。以OPD-1气6为探针进 行Southern杂交在不育系和保持系的mtDNA间检测到了多态性。实验检测到的不育系和保 持系mtDNA间的多态性可能只是电子束辐照所引起的mtDNA结构变异的一部分。尽管目前 对这种变异的确切机制尚不明确，但可以推测正是由于这些结构变异影响了线粒体基因组的 正常功能，最终引起了雄性不育。 关键词 小麦，胞质突变，细胞质雄性不育，mtDNA 分类号 Q343 植物细胞质雄性不育性 c（ytoplasmicmalesterility,CMS)在杂种优势利用及群体改 良中有重要的应用价值。水稻野败型胞质不育系的发现使得杂交水稻在我国取得重大突 破，自此以后，杂种小麦研究便成为世人关注的焦点。几十年的研究探索表明，同水稻一 样，小麦杂种优势利用取得突破的关键也是获得理想的细胞质雄性不育系。植物细胞质 雄性不育系通常由3条途径产生：(1)通过不同种属间杂交及连续回交实现核质置换而育 成异细胞质雄性不育系；(2)理化因素诱变；(3)自发突变。当前国内外公认较有利用价值 的小麦T型和K型不育系都是通过第 1条途径育成的。长时间的研究表明这两类不育系 在应用过程中也存在各 自的缺点，如T型不育系恢复源狭窄，K型不育系易诱导产生单倍 体等，因此杂种小麦至今未能突破生产应用的难关 ［〕。‘ 为了克服T型和K型小麦不育系的缺点，选育出优良新型小麦胞质不育系，王琳清等 用电子束 (e（lectronbeam）辐照普通小麦，获得了普通小麦胞质突变型雄性不育系85EA. 初步研究表明，该不育系不育度高而稳定，易保持也易恢复，无不良细胞质效应，说明 85EA是值得深人研究的新型小麦细胞质雄性不育系。 一般用理化因素诱变获得的不育系多数为核基因控制，细胞质雄性不育系比较少见。 因此电子束辐照形成CMS的机制是值得深人探讨的问题。大量研究表明，植物CMS性状 本文于1998-03-09收到，1998-06--02修回 5期 李传友等：小麦胞质突变型雄性不育系85EA与其保持系线粒体DNA的比较研究 559 由线粒体基因组编码，其育性恢复受到核恢复基因的调控[2,［31。本文以胞质突变型不育系 85EA及其保持系为材料，对其mtDNA进行了RFLP和RAPD分析。试图为解释85EA CMS形成的机制提供资料。 1材料和方法 1.1 材料 实验材料为胞质突变型雄性不育系85EA北京411及其保持系北京411B，经过多代 连续回交及选择过程，85EA北京411及北京411B在形态及绝大多数农艺性状上表现一 致，只是育性不同，可以认为是同核异质系。 1.2 方法 mtDNA的提取，RFLP和RAPD分析方法参考我们以前的报道4[,［5]e 多态性RAPD扩增产物的回收及克隆 RAPD扩增产物经 1.2％琼脂糖凝胶电泳分 离，特异多态性扩增片段用Geneclean回收 并按厂家的说明克隆进pGE俨 T--easy vector{Promega,Cat.No.A1360）中。 2 结果与分析 用两种限制性内切酶BamH工和Hind]II 对不育系和保持系的mtDNA进行完全酶切。 酶切后的mtDNA片段经琼脂糖凝胶电泳形 成清 晰的谱带。由图1，图2看 出，当用 BamHI酶切时，不育系和保持系mtDNA的 限制性酶切图谱没有差异，而当用Hind1Il酶 切时则表现出一定的差异，差异条带的分子 量分别为