胡萝卜atp9基因的克隆表达及细胞质雄性不育的相关性张智1,2，梁毅1，丁海凤1，张洪伟1,(1北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，北京京研益农科技发展中心，北京100097；2山西农业大学，山西太谷030800；)摘要：细胞质雄性不育是一种受细胞核和细胞质共同控制的母性遗传性状，它是由线粒体基因重组而形成的异常开放阅读框的表达而引起，因此，线粒体基因的突变情况研究在细胞质雄性不育研究中具有重要的意义。本研究以胡萝卜及其他植物atp9基因序列信息设计引物，分离并克隆了胡萝卜细胞质雄性不育相关的线粒体基因片段，并利用半定量RT-PCR和Real-timePCR技术研究了该基因在不育系和相应保持系中的表达情况。结果表明，与保持系相比，atp9基因在不育系中发生了若干碱基的置换及缺失；基因表达分析表明，不育系atp9基因在花蕾的前三个发育时期表达量明显较低，并在大花蕾期超过了保持系，但是在盛花期其表达量又低于保持系。推测atp9基因的结构变异和异常表达与胡萝卜细胞质雄性不育有着密切关系。关键词：胡萝卜；细胞质雄性不育；RT-PCR；实时荧光定量PCR中图分类号：S631.2文献标志码：ACloningandexpressionofatp9geneincarrotanditsrelationshiptocytoplasmicmalesterilityZHANGZhi1,2,LIANGYi1,DINGHai-feng1,ZHANGHong-wei1(1BeijingVegetableResearchCenterofBeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences，KeyLaboratoryofBiologyandGeneticImprovementofHorticulturalCropsinNorthChina,BeijingJingYanYiNongSci-TechDevelopentCenter,Beijing100097,China;2ShanxiAgricultureUniversity,Taigu030800,China)Abstract:Cytoplasmicmalesterilitycontrolledbybothnucleusandcytoplasmisatraitofmaternalinheritancewhichcausedbyexpressionofabnormalopenreadingframeformedasmitochondriongenerecombination.Consequently,thestudyofmitochondriongenemutationplaysanimportantroleincytoplasmicmalesterilityresearch.Inthisstudy,specificprimersweredesignedaccordingtotheatp9geneincarrotandotherplants,carrotmitochondriongenefragmentsassociatedwithcytoplasmicmalesterilitywereclonedeither.Theresultindicatesthatcarrotatp9genecontainsamanybasepair’ssubstitutionanddeletioninsterilelinecompareswithmaintainerline.Theexpressionanalysisusingsemi-quantitativeRT-PCRandReal-timePCRdemonstratesthatexpressionofatp9geneincarrotsterilelineissignificantlylowerthaninmaintainerlinebesidesthebigbudstage.These基金项目：十二五国家科技支撑“主要蔬菜杂种优势利用与新品种选育”（2012BAD02B00）；北京市科委育种平台三期“蔬菜高效育种技术研发与重大品种选育”（D111100001311002）；科技支撑项目“主要蔬菜良种繁育技术集成与产业化”（2011BAD35B07）;北京市常规育种财政专项“蔬菜种质资源的收集保存和评价利用”（2012-509）。第一作者简介：张智，男，1980年出生，硕士研究生，Tel：010-51503021，E-mail:zhangzhi_zz@126.com。通讯作者简介：梁毅，男，1969年出生，副研究员，从事胡萝卜、洋葱遗传育种研究，Tel：13661016756，E-mail:liangyi222@yahoo.com.cn。researchesindicatedthatatp9genemutationanditsabnormalexpressionhasacloselyrelationshipwithcarrotcytoplasmicmalesterility.Keywords:carrot;Cytoplasmicmalesterility;RT-PCR;Real-timePCR细胞质雄性不育（CytoplasmicMaleSterility，CMS）是受细胞核和细胞质共同控制的一种母性遗传性状[1,2]，其遗传方式不符合孟德尔遗传规律。其中，胡萝卜雄性不育可分为两种类型，即瓣化型雄性不育和褐药型雄性不育。“瓣化型”雄性不育植株表现为花药异变为花瓣或类似花瓣的结构而不能产生功能性的花粉，其雄蕊畸变的程度有所不同；而“褐药型”雄性不育最初用于杂交育种。目前大多数的细胞质雄性不育杂交种都属于瓣化型。细胞质雄性不育是由线粒体基因重组而形成的异常开放阅读框（OpenReadingFrame,ORF）表达引起的[3]。Leving...