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近年来,雌蕊发育是植物发育理论研究的一个热点,国内外学者做了大量与雌蕊发育相关的理论和实验的探讨,应用很多新的技术和方法,取得了明显的研究进展,极大地丰富了相关领域的研究基础。但是,雌蕊发育的遗传调控机制仍有许多问题需要深入研究。以本实验室2002年从多代自交的芜菁021-03株系中发现的雌蕊退化突变体tpa (turnip pistil abortion)为材料,采用晶芯(?)29K拟南芥基因组寡核苷酸芯片和拟南芥基因组ATH1芯片等技术对芜菁雌蕊发育的转录组差异进行了研究,取得以下研究结果：(1)通过田间调查以及显微观察发现tpa具有独特的突变表型。形态学观察结果表明,雌蕊退化突变体的萼片、花瓣、雄蕊正常发育,与可育植株比较无明显差异,但是突变体的部分雌蕊在发育早期开始萎缩,最后只能发育成细丝状的不育雌蕊,部分雌蕊甚至完全缺失。目前对tpa突变体及野生型的测交结果的统计分析结果显示,可育植株单株自交的分离比例有以下几种类型：0,1：4.3,1：5.3,1：11,1 : 15和1：28。不育植株交可育植株后代的分离比例有：0,1：1：1：1.3,1：1.4,1：1.5,1：2.3。不符合单基因隐性遗传规律,很有可能是双基因隐性遗传控制的。(2)通过晶芯(?)29 K拟南芥全基因组寡核苷酸芯片分析tpa及其野生型的花蕾转录组差异,发现了一些可能与雌蕊退化突变相关的候选基因。tpa及其野生型植株的花蕾转录组中表达有较大差异(fold change绝对值大于2)的基因有94个,其中在tpa花蕾转录组中上调表达的基因有63个,在野生型植株的花蕾转录组中上调表达的基因有31个,没有在tpa或野生型植株花蕾转录组中特异表达的基因。我们选取了其中26个差异基因进行RT-PCR验证,结果显示,这些基因在不同的组织中具有不同的表达特性,在tpa与野生型植株中上述基因的表达差异并不是十分显著。有14个基因是在花蕾中特异表达的,其它12个基因在花蕾、茎、叶片中都有表达。(3)利用tpa及其野生型植株的开放花制备的mRNA反转录成cDNA与拟南芥ATH1芯片进行杂交,筛选出在tpa及其野生型植株中表达有差异的基因,我们获得了152个在野生型(W1)和完全退化株(M3)转录组中差异表达的基因,61个在W1和部分退化株(I2)转录组中差异表达的基因,以及24个在I2和M3转录组中差异表达的基因,上述差异基因分别属于细胞壁合成与调控、防卫与胁迫反应、转录调控、蛋白质代谢以及普通新陈代谢等9个不同的功能类别。通过对41个基因的RT-PCR验证,获得了At2g42840、At1g57750、At5g20630、At2g03090、At3g08030、At5g08000、At2g28790、At5g63310和At2g24270等9个在tpa及野生型植株中具显著不同的时空表达特性的基因。目前,对芜菁雌蕊退化突变体的遗传特性分析,细胞学观察以及相关基因在芜菁中的表达分析正在继续之中。