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拟南芥(Arabidopsis thaliana)是植物分子遗传学研究中最受欢迎的模式植物(Model plant)。其花药及花粉发育过程中估计有3500个左右的特异表达基因,这些基因的突变会导致雄性不育,但是目前绝大部分雄性不育突变基因的功能尚不清楚。利用雄性不育进行杂交育种具有重要的意义。 基于上述情况,本研究利用拟南芥SALK雄性不育突变体开展了以下的研究工作:通过树脂超薄切片光学显微镜和电子显微镜观察结合对PMEI、GHF基因突变纯合株进行了全面系统的细胞学败育特征研究;利用Gateway克隆技术构建拟南芥PMEI、GHF基因植物表达载体,经农杆菌介导对拟南芥(Arabidopsis thaliana)进行了遗传转化,以探讨其在植株雄蕊发育中的作用。获得的主要结论如下: 1.拟南芥PMEI、GHF基因SALK突变纯合株RT-PCR分析表明:GHF与PMEI基因均是小孢子发育后期在花药与花粉中特异表达的基因,在花的其它组织中表达微弱; 2.通过杂交试验分析遗传状况表明:PMEI、GHF基因是雄配子发育相关基因,这些基因的突变会导致雄配子缺陷,不能正常发育,但并不影响雌配子功能。说明该突变为单基因位点隐性突变,且一个T-DNA插入片段携带一段卡那抗性标记与该隐性突变紧密连锁; 3.通过表型观察分析:纯合突变株明显的晚育,荚果育性低。花粉萌发结果表明突变植株均表现出较低的花粉育性,平均萌发率分布在7.0％～12.7％的范围内,败育花药的切片观察结果表明:药室基本存一空腔很少有花粉粒。电镜观察发现:GHF、PMEI基因突变导致大部分花药败育;花粉粒败育现象严重:花粉颗粒干瘪,破裂,花粉外壁异常加厚,萌发孔变大甚至消失,严重的质壁分离,细胞质稀薄; 4.通过Gateway克隆技术构建了PMEI、GHF基因植物表达载体。经遗传转化拟南芥突变纯合株,共获得导入基因GHF与PMEI序列的植株26株,其中转化GHF基因序列的植株11株,PMEI基因序列的植株15株,转化率0.052％～0.058％。