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通过遗传转化Rfo获得青花菜Ogura CMS恢复系

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[目的]将来自萝卜的胞质不育恢复基因Rfo导入到青花菜Ogura细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)主栽商业品种'耐寒优秀'(命名为SFB45)中,获得Ogura CMS恢复系,打破Ogura CMS材料在生产上无法再利用的现状,为优异种质的创制和改良提供新途径.[方法]利用基因合成的方法克隆萝卜Rfo 的CDS及其启动子序列,构建表达载体pRfo::Rfo.通过农杆菌介导的遗传转化方法侵染SFB45的具柄子叶和下胚轴,进行再生、抗性苗筛选和PCR鉴定获得阳性植株,开花期观察转基因植株的育性恢复情况;用亚历山大染液分析对照组及阳性株的花粉活力;分别提取对照组及阳性株＜3 mm和＞3 mm花蕾的RNA并反转录成单链cDNA,设计特异引物,利用RT-PCR分析Rfo及绒毡层和花粉壁发育相关基因在SFB45 及对应的育性恢复材料花蕾中的表达差异.[结果]通过遗传转化共获得 10 个阳性株系,其中 8 个株系育性得到不同程度的恢复,花粉活力为 84.2%—90.4%.RT-PCR分析结果表明,育性恢复植株花蕾中Rfo表达,绒毡层发育关键调节因子DYT1和TDF1及花粉壁主要成分孢粉素合成所必需的基因ACOS5在育性恢复植株＜3 mm花蕾中上调表达.绒毡层降解相关基因AMS、四分体胼胝质壁及花粉外壁发育所必需的基因CalS5和CYP703在育性恢复植株＞3 mm花蕾中上调表达.分析阳性株系R-1、R-3和R-6自交及杂交后代发现转入的Rfo能稳定遗传,符合孟德尔遗传.[结论]通过遗传转化Rfo获得了优良青花菜Ogura CMS商品种SFB45 的育性恢复系,且Rfo的转入使绒毡层及花粉壁发育相关基因恢复正常表达.
Development of Ogura CMS Restorers of Broccoli via Genetic Transformation of Rfo

broccoligenetic transformationOgura CMSRfotapetum and pollen wall development-related genes

邢苗苗、许园园、卢昱宇、严继勇、曾爱松

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江苏省农业科学院蔬菜研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室,南京 210014

青花菜 遗传转化 Ogura CMS Rfo 绒毡层和花粉壁发育相关基因

江苏省农业科学院探索性颠覆性创新计划

ZX211204

2023

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.15.011

中国农业科学
中国农业科学院

中国农业科学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.899
ISSN：0578-1752
年,卷(期)：2023.56(15)
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