油菜原生质体融合后代稳定CMS系种质的细胞质变异研究

利用原生质体融合可以创建细胞质雄性材料（CMS），但其机理有待研究。我们拟就此问题展开工作。已用油菜与播娘蒿原生质体融合杂种中的不育株，通过回交育成了一系列油菜稳定不育系，并发现其恢保关系不同于现有CMS系；已克隆分析了其99份稳定不育系的线粒体ORF222区域1800bp片断，表明：由于早代mtDNA重组，导致每个不育系的该区域DNA序列都不同。在已经完成了这些工作的基础上，本研究拟选取2个不育系（已找到相应恢复系），测序线粒体基因组，并且根据测序结果，克隆不育系mtDNA，寻找其它可能存在的高频重组mtDNA位点，从而为通过原生质体融合创造CMS材料提供科学依据，为mtDNA遗传和进化增添新内容。此外，工作还包括：分析线粒体基因差异表达，明确CMS相关基因；遗传转化候选基因，验证功能；测交鉴定恢复系，标记定位恢复基因；观察不育系形态学。预计发表SCI论文2-3篇，申报专利1项以上。

为研究油菜与播娘蒿体细胞杂种后代培育的雄性不育系，本研究开展了一系列研究工作：1）观察了N219A等不育系的形态，明确了新型细胞质雄性不育系的形态特征。2）提取了N219A的线粒体DNA，测序了线粒体基因组序列，长度为261.6 kb，含有33个编码蛋白的基因、3个rRNA基因和17个tRNA基因。还完成了多个芸薹属线粒体基因组的分析工作。用这些线粒体基因组分析了基因组重排，认为短片段重复序列介导了对N219A等线粒体基因组重排。3）分析了N219A的位置功能ORF，并从ORF位置、ORF在不育系和保持系中的表达以及原核表达等方面，分析研究了细胞质雄性不育相关的候选基因。（4）对N219A等不育系的遗传分析表明，不育性受一对基因控制，用SSR标记初步将恢复基因定位在A2染色体上。（5）取初花期花蕾，提取蛋白，对N219A不育系和保持系的作蛋白组学比较，鉴定得到了与物质能量代谢、细胞壁合成、细胞周期调控、细胞死亡等过程相关的差异表达蛋白，为进一步研究提供了基础。研究发表了2篇SCI论文，累计影响因子8.2。