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植物的性别决定机制

来源：花匠小妙招时间：2024-09-16 04:22

植物的性别决定机制收稿日期2007-11-19作者简介齐光1983-男山东人硕士研究生研究方向为植物生殖生物学与分子生物学。*通讯作者E-mail:xiuju_w@163.com

齐光穆靖吴秀菊*东北农业大学生命科学学院哈尔滨150030摘要植物性别决定具有不稳定性和多样性的特点彻底揭示其机制难度较大目前已经成为基因组学、染色体组学、进化遗传学和发育遗传学的研究热点。本文从性别决定基因、性染色体和激素调控三方面以模式植物拟南芥ArabidopsisthalianaL.、白麦瓶草SilenelatifoliaL.、玉米ZemysL.、黄瓜CucumisstivusL.和番木瓜CricppyL.等为例概述植物性别决定机制的国内外研究进展总结了各学科相关研究主要技术路线、试验方法以及研究中尚待解决的问题并重点介绍了分子标记、RNA沉默、FISH、SSH、BAC文库等遗传分析技术的应用使本研究领域取得的重大突破。关键词性别决定性别决定相关基因性染色体激素调控中图分类号Q945.6+1Q78文献标识码A植物的性别决定具有不稳定性和多样性的特点[1]这给完全揭示植物的性别决定机制增加了难度使植物性别决定机制的研究远远落后于动物。19世纪后借助遗传学和基因组学的研究方法在性别决定相关基因、性染色体、激素调控三个方面取得了重大突破方法是在ABC同源异型基因的研究基础上对拟南芥rbidopsisthlinL.、白麦瓶草ileneltifoliL.、玉米emysL.、黄瓜CucumisstivusL.、番木瓜CricppyL.等模式植物采用扩增片段长度多态性AmplifiedFragmentLengthPolymorphismAFLP、随机扩增长度多态性DNARandomAmplifiedPolymorphicDNARAPD、序列特异性扩增区段Sequence-CharacterizedAmplifiedRegionsSCAR等分子标记结合BAC文库BacterialArtificialChromosomeLibrary法筛选性别决定相关基因[2]并采用RNA沉默或诱导突变等方法研究各基因表达时间、累积效应和相互关系[3]将BAC文库筛选到的性别决定基因利用荧光原位杂交FluorescentInSituHybri-dizationFISH、抑制差减杂交SuppressionSub-tractiveHybridizationSSH、点杂交和序列分析等方法确定所得基因与性染色体的关系及效应[4-5]明确了植物“依赖于Y染色体活性”和“依赖于X染色体与常染色体比值”的两个性别决定系统[6]明确了部分植物中对性别决定起主效作用的激素并将其相关基因进行染色体定位[7-10]。另外还结合杂交、回交、测交等遗传分析方法确定性别决定相关基因间的连锁关系探察其母性遗传效应描述不同花性型的进化历程[1112]。1性别决定相关基因的研究1.1ABC模型的研究早期性别决定基因的研究主要集中于ABC同源异型基因模型[13-14]。Colombo等在矮牵牛PetunihybridVilm.中发现了控制胚珠发育的新的MADS盒从而提出了ABCD模型[15]。Pelaz等则发现拟南芥的epellt基因在不同于ABC基因的新的层面上调控性别表达[16]Theissen将以上结论进一步验证和总结后提出了新的ABCDE模型[17]。1.2性别决定相关基因研究玉米是性别决定基因研究的模式植物其中Dwrf基因和Tsselseed基因研究的较多Dwrf基因促进雄蕊败育Tsselseed基因促进雌蕊败育。Delong等首次分离到玉米Tsselseed-2Ts2基因Ts2是在ABC同源异型基因下游发挥作用的[18]。玉米还有一些突变体有着与Tsselseed突变体相关的表型silklesssk突变系就是其中之一[19]。第40卷第3期东北农业大学学报40(3):140~1442009年3月JournalofNortheastAgriculturalUniversityMar.2009文章编号10059369200903014005