油菜温敏雄性不育基因的分子定位与其分子机理研究

油菜温敏雄性不育系是一种新型的雄性不育系，具有恢复源广、组配自由、容易转育、转育周期短等优点，在油菜杂种优势利用上具有良好的应用前景。本项目是采用现代分子生物学手段，对油菜温敏雄性不育系K121S的育性转换基因进行分子定位，筛选出与其紧密连锁的分子标记，为油菜温敏雄性不育系的利用奠定技术基础；并通过DDRT-PCR、SSH技术、IEF/SDS-PAGE对其育性转换敏感期在不育和可育条件下的基因表达、蛋白质进行差异显示，筛选出与育性转换相关的候选基因和蛋白质，同时克隆育性转换基因的调控序列，分析其差异表达的原因，从而阐明油菜温敏雄性不育的分子机理。

油菜温敏雄性不育系具有许多优点，作为油菜杂种优势利用的新途径，具有广阔的应用前景。但对油菜温敏雄性不育系的研究主要集中在育性转换条件、遗传机制及利用上，对其不育基因的定位、育性转换的分子机理研究很少。本研究构建了油菜温敏雄性不育系K121S育性转换基因的SSR标记连锁图和SCAR标记连锁图，获得了紧密连锁的SSR标记（BrEMS34、Ol11-G11a 、BrgMS85、BnEMS0810、Ni2-F02）和SCAR标记（S503-250和SBA485-482），与目标基因（Fc）的遗传距离分别是0.89cM、1.6cM、3.05cM、3.23cM、4.13cM、3.94 cM和7.09 cM。应用双向电泳技术、DDRT-PCR、扣除抑制杂交PCR和转录组测序技术获得了K121S育性转换相关的一些蛋白质和基因，主要与物质能量代谢、转录因子与信号转导、生长发育与防御、蛋白质合成、胞质运动与细胞分裂、蛋白质折叠、氧自由基清除相关，其中绝大数是物质能量代谢相关蛋白和基因。初步揭示了温敏不育系K121S育性转换的分子机理，即是在不育条件下由于温敏RNA剪接致使许多基因，特别是物质能量代谢的基因发生可变剪接，从而引起基因表达异常和功能异常，导致雄性不育。项目实施已发表学术论文5，会议论文摘要1篇，投稿在审论文1篇（SCI），正在撰写论文3篇，申请专利1项，培养研究生7名，完成或拟完成硕士论文7篇，职称提高3人。项目成果对K121S育性转换基因的克隆并进一步揭示育性转换的本质以及利用分子标记辅助选择转育出优良温敏不育系奠定了坚实的基础。