植物繁殖器官与雌雄配子体发育

16.2.1 细胞质雄性不育
矮牵牛 不育基因 pcf：
• 线粒体genome中 的嵌合基因,编码 25KD多肽。
• 该多肽干扰植株氧化 过程中的电子传递。
•• 1166.2 .雄2性雄不育性现象不分析育现象分析
1) 雄性不育的概念 2) 雄性不育的分类
1）细胞质雄性不育 2）细胞核不育：
• 显性核不育 • 隐性核不育
隐性核不育：
占核不育的 90%。光 温敏核不育水稻长日下 不育,短日可育；刚刚 被华中农业大学和华南 农业大学的水稻研究组 分别克隆。
• 烟草花药绒毡层特异表达基因TA29 • 细菌RNase基因Barnase • 抗除草剂基因Bar
1) TA29:Barnase-35S:Bar Tobacco:
粉发育后期较大的营养细胞中表达。
Eady等(1995)将Lat52的启动子与
GUS融合，转化烟草。
Lat52:GUS (高浓度秋水仙素)： 花粉细胞不分裂，至花粉
发育后期Lat52照样表达。
Lat52:GUS (低浓度秋水仙素)：
花 粉 对 称 分 裂 ， Lat52 在 两
个相同的细胞中表达，两个 细胞均发育为营养细胞。
T-urf13编码13KD多肽，位于线粒体内膜上。
16.2.1 细胞质雄性不育
玉米T-型不育系
T-urf13编码13KD多肽，位于线粒体内膜上。
16.2.1 细胞质雄性不育
玉米T-型不育系
T-urf13编码13KD多肽，位于线粒体内膜上。 不育系有两个恢复基因：Rf1和Rf2。Rf2已克隆, 编码一种 线粒体醛脱氢酶。作用机理还不清楚。
2) TA29R/++ X ++/++ Half male sterile, half male fertile Herbicide
3) TA29R/++ X TA29:BR Normal F1 hybrid plants
•• 33.1.1雄蕊雄和雄蕊配子和体雄的发配育 子体的发育 • 3.2 雄性不育现象分析 •• 33.3.3雌蕊雌的发蕊育的发育 • 3.4 雌蕊发育的基因调控
Chapter 16
Development of Floral
Reproductive Organs and
Gametophytes
•• 1166.2.雄2性雄不育性现象不分析育现象分析 • 雄性不育:
1) 雄性不育的概念 2) 雄性不育的分类
–植株由于不能产 生正常的花药、花 粉或雄配子而导致
不育的现象。
Chapter 16
Development of Floral
Reproductive Organs and
绒毡层内层 维管组织
TA56(tapetum 56) TA29
2) 花粉的发育
TA56(tapetum 56) TA29
2) 花粉的发育
小孢子发生
营养细胞
生殖细胞
sperm cells
花粉形 成并最 终释放
T:绒毡层 PG:花粉
2) 花粉的发育
What is the
significance
for the
• • 33.1 .雄1蕊和雄雄蕊配子和体的雄发育配子体的发育
• 31.2)雄花性药不育的现发象分育析
• •
332..34) 雌 雌花蕊蕊粉的发发育的育 的发基因育调控
Chapter 3
Development of Floral
Reproductive Organs and
Gametophytes
3) TA29人工雄性不育
• 烟草花药绒毡层特异表达基因TA29 • 细菌RNase基因Barnase • 抗除草剂基因Bar
RNase 抑 制 基 因 BR(Barnase
repress gene ) TA29:BR
1) TA29:Barnase-35S:Bar Tobacco: TA29R/++, Male sterile, herbicide resistant
• 雄性不育的意义：
–For plant kingdom –For human
•• 1166.2.雄2性雄不育性现象不分析育现象分析
1) 雄性不育的概念 2) 雄性不育的分类
1）细胞质雄性不育 2）细胞核不育：
• 显性核不育 • 隐性核不育
•广泛应用 •三系 •线粒体-细胞核互作 •嵌合基因
玉米T-型不育系
被子植物的雄配子体发育 雄配子体在花药中发育成花粉粒
1) 花药的发育
花药 产生 于雄 蕊原
基
Where the
anther develops
from?
雄蕊原基
1) 花药的发育
花药 产生 于雄 蕊原
基
花药
表皮Leabharlann 雄蕊原基WhereL1
antthheeLr2
developL3s
from?
小孢子母细胞 绒毡层外层
第四章
Development of Floral Reproductive Organs and
Gametophytes 花繁殖器官和配子体的发育
Se A
Pe
BB
St C
Ca
SEP3
Stamen 配子体
配子
(雄蕊)
减数分裂
有丝分裂
Pistil
(雌蕊）
Diagram of events in gametophyte development and fertilization
2) 花粉的发育
细胞不对称分裂，是两个子细胞 分化的前提条件。
Muschieffi et al. 将
Lat52 的反义基因导入
番茄。 结果：
Pollen sterile
•• 33.1.1雄蕊雄和雄蕊配子和体雄的发配育 子体的发育 •• 33.2.2雄性雄不育性现不象分育析 现象分析 • 3.3 雌蕊的发育 • 3.4 雌蕊发育的基因调控
sperm cells
asymmetric
division（不
对称分裂）?
Horvitz(1992) 认为这种分裂为
决定性分裂，它 为花粉粒的进一 步发育和花粉管 的生长提供了
养分和能源，进 而将精细细胞 运送到胚囊中
2) 花粉的发育
在番茄中Lat52
基因仅在花粉发育 后期较大的营养细 胞中表达。
Eady等(1995)将
Lat52 的启动子与
GUS融合，转化烟
草。
Lat52
GUS
2) 花粉的发育
Lat52:GUS (高浓度秋水仙素)： 花粉细胞不分裂，至花粉
发育后期Lat52照样表达。
2) 花粉的发育 Lat52:GUS (低浓度秋水仙素)：
2) 花粉的发育
在番茄中，发现Lat52基因仅在花