文档介绍：抑制性差减杂交(SSH)技术及其在大白菜转育上的应用
摘要
白菜原产于我国北方,俗称大白菜。引种南方,南北各地均有栽培。十九世纪传入日本、欧美各国。白菜是人们生活中不可缺少的一种重要蔬菜,味道鲜美可口,营养丰富,素有“菜中之王”的美称,为广大群众所喜爱[1]。抑制性差减杂交技术(SSH)是基于抑制PCR 作用的cDNA 差减杂交,是在转录水平上研究差异基因表达的技术。该技术在一个循环过程中完成差异表达基因丰度的均等化及目标群体和对照群体中相同基因的去除,从而实现差异表达基因的高度富集。一个典型的SSH 过程,可在一个差减杂交过程中将稀有基因序列富集上千倍。本文通过详细分析该技术在植物差异表达基因分离中的应用发现:SSH 技术主要用于分离组织特异性表达和诱导型表达的基因。首先,SSH 技术广泛应用在分离植物发育过程中不同发育阶段和不同组织器官中的组织特异性表达的基因,为揭示植物生长发育过程的分子机理提供了有效手段;另外,在不同植物中,该技术被大量应用于分离各种生物及非生物胁迫条件下诱导表达的抗性相关基因,可以揭示植物抗逆的分子机理。目前,SSH 技术已开始应用于分离与次生代谢产物合成相关的基因。SSH 技术是分离植物差异表达基因,揭示植物复杂生命现象分子机理的有效方法,将在植物差异表达基因研究中得到更广泛的应用[2]。
关键词:大白菜;抑制性差减杂交(SSH)技术;核基因雄性不育
大白菜为两性花异花传粉蔬菜作物,杂种优势十分显著。由于其花器官小,单花结籽少,而单位面积的播种量又较大,常规的杂交制种必然存在去雄费工、费力、成本高等缺点。雄性不育系的利用是配制大白菜杂交种经济、可靠的制种手段(孙日飞,2000)。已经获得的大白菜雄性不育材料,可以分成细胞核雄性不育(GMS)和细胞质雄性不育(CMS)两种类型。由于细胞核雄性不育材料的雄蕊退化一般比较彻底、不育性稳定、无不良性状伴生,倍受育种工作者的重视。
理想雄性不育系的不育株率应为100%,经济性状具有较高的配合力。100%不育株率的雄性不育材料最早是由本课题组于1991年在大白菜雄性不育“两用系”轮配试验中育成的,由于用传统的单基因隐性或显性遗传无法解释这种遗传现象,从而提出了“大白菜核基因雄性不育复等位基因遗传假说”(Feng Hui et al., 1995),并为后来的实验所证实(Feng Hui et al., 1996)。研究表明,此不育性由一个位点3个基因控制:“Ms”为显性不育基因;“ms”为“Ms”的等位隐性可育基因;“Msf”为“Ms”的等位显性恢复基因,三者之间的显隐关系为Msf>Ms>ms。配成不育系的“两用系”不育株基因型为“MsMs”,可育株为“MsfMs”。“临时保持系”基因型为“msms”。用“两用系”不育株(MsMs)与临时保持系(msms)交配,可以获得具有100%不育株率的雄性不育系(MsMs × msms® Msms)。
目前本课题组已建立了一套该材料的应用技术体系,并实现了品种间和亚种间核不育复等位基因的交流,育成了多个新的具有100%不育株率的雄性不育系。但是,对其遗传规律的认识还停留在形态和细胞水平,产生雄性不育的分子基理还不清楚,获得不育系还须通过转育、选择配合力测定等一系列费工费时的工作,因而限制了雄性不育在生产上的进一步利用。要弄清雄性不