本研究基于不同类型甘蓝雄性不育材料花药败育发生在不同时期的特点,采用cDNA-AFLP技术,从转录组学的角度对这些雄性不育材料基因表达进行比较分析。研究还将利用专门针对cDNA-AFLP设计的生物信息学软件分析所有差异片段,获取其对应基因的序列与功能信息,最终通过"电子克隆"或RACE技术获得一些育性相关的重要基因全长cDNA克隆。本研究将确定花药发育过程中大量育性相关基因的表达时期,进而为阐明植物育性机制和创造新型雄性不育材料提供理论依据。
本项目通过细胞学研究明确了四种甘蓝雄性不育类型的主要败育时期和特征A.黑芥胞质不育主要败育特征为造孢细胞期绒毡层细胞分化和发育异常;B. 隐性核不育主要败育特征为花粉母细胞期绒毡层细胞和中层细胞异常;C. 萝卜胞质不育主要败育特征为四分体前期绒毡层细胞进行性加厚;D. 显性核不育主要败育特征为四分体后期包裹四分体的胼胝质壁延迟降解和花粉母细胞初生壁持续存在。利用cDNA-AFLP获得113条育性相关的TDFs, 大部分(67.25%)雄性育性相关基因的表达具有典型的顺序发育特征。进一步对代表不同类型的23条TDF测序表明,其中16.7%基因参与细胞壁水解酶功能。芯片试验的结果表明,四种雄性不育类型败育的根本原因都是由于绒毡层特异表达基因受到破坏,进而干扰了小孢子的正常发育。同时我们筛选出89个药壁组织中特异表达的基因。