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植物细胞质雄性不育在高等植物界普遍存在,是作物杂种优势利用的基础。大量研究表明,线粒体功能的某些改变是导致细胞质雄性不育的原因。本文以红莲型水稻细胞质雄性不育的不育系(YTA),保持系(YTB)以及杂种F1代红莲2号(HL2)的黄化苗为材料,研究线粒体膜磷脂与细胞质雄性不育的关系。主要结果如下:
1:线粒体膜磷脂的高效液相色谱(HPLC)分离采用不同的色谱柱及不同的流动相体系探讨了HPLC分离膜磷脂的最佳色谱条件。结果表明流动相用乙腈-甲醇-85%磷酸(100:10:0.8,V/V),正相色谱柱KR100-SIL(250×4.6mm,5μm),检测波长205nm,在等度条件下22分钟内能使水稻线粒体膜磷脂的六种主要组分得到较好分离。用外标法对其中五种成分进行了定量,线性范围为0.005~2mg/mL,回收率为95.9%~100.6%,相对标准偏差为0.32%~1.24%,表明在选用的色谱条件下,测定线性范围宽,色谱重复性较好,能用于生物膜磷脂的微量测定。
2:红莲型水稻线粒体总膜、内膜、外膜膜磷脂组分的比较用上述确定的最佳液相色谱条件分析了水稻线粒体总膜、内膜以及外膜磷脂的各组分,并用面积归一化法定量分析了各种膜磷脂的含量配比。结果表明育性不同的“三系”之间线粒体膜磷脂配比存在明显的差异。具有相同细胞质来源的不育系YTA和恢复基因导入系HL2,线粒体总膜磷脂及内膜磷脂的PI和PC的相对百分含量基本相同,而与具有可育细胞质的YTB的差异极显著。不育系在导入恢复基因后得到的杂种HL2与原不育系相比,线粒体膜磷脂PE相对百分含量明显增高,PS、PA的相对百分含量则明显下降;这表明线粒体的膜磷脂组分的含量配比除了受细胞质基因影响外,还受到核基因的明显影响。暗示不育系与恢复基因导入系间线粒体的膜磷脂组分的含量配比的变化可能与HL-CMS水稻线粒体功能有关。
3:红莲型水稻线粒体总膜、内膜、外膜膜磷脂脂肪酸组分的比较以毛细管气相色谱柱,采用程序升温法分离了膜磷脂脂肪酸各组分,并用面积归一化法定量计算了膜磷脂脂肪酸的含量配比。结果表明育性不同的“三系”之间线粒体膜磷脂脂肪酸配比存在明显的差异。除YTA内膜与YTB内膜,YTB外膜与HL2外膜的不饱和指数相似外,其它膜脂脂肪酸不饱和度两两均存在差异。由于膜磷脂脂肪酸各组分的差异以及其不饱和指数的差异反映了线粒体膜脂脂肪酸代谢以及膜流动性的差异,这种差异性可能会影响线粒体相关功能的执行。暗示不育系与恢复基因导入系间线粒体的膜磷脂脂肪酸组分的含量配比以及脂肪酸不饱和指数的变化可能与HL-CMS水稻线粒体功能有关。