[发明专利]鉴别无融合生殖相关核苷酸序列的方法

说明书

本发明的目标是鉴别、分离和鉴定无融合生殖中所涉及核苷酸序列的方法。

本发明更具体地涉及能在无融合生殖植物的基因组中鉴别这些序列、然后将其分离并鉴定的方法和工具。

本发明还涉及利用这些序列实现的转基因应用和所获得的产品。

在其现代概念下，无融合生殖或无配子种子生殖包括经种子无性生殖的所有现象。在35个科的300种被子植物中发现了无融合生殖植物。无融合生殖的不同形式(一般仅用于雌性生殖)以无减数分裂、无卵球受精以及胚的孤雌生殖发育为特征。无融合生殖因而导致产生遗传上与其亲代植物相同的子代。

与无融合生殖天然相对应的是有性生殖或两性融合。与无融合生殖正相反，有性生殖包括同时涉及减数分裂和配子配合的过程。减数分裂随机地将源自亲代的同源染色体分配到不同的配子中。减数分裂还允许通过交换进行同源染色体间的重组。配子配合是配子间的融合。配子配合让来自两个亲本的遗传信息的特异组合重聚在一个个体中。因而两性融合通过亲本基因组的重组产生遗传上独特的子代。

在植物发育的周期中，人们还观察到两种相继世代的交替，它们被减数分裂和受精所分隔。第一个世代相应于无性世代。孢子体的一个或多个细胞进行减数分裂，产生减数孢子。减数孢子发育成配子体，后者代表配子体世代(起始于配子)。配子融合产生合子，这代表又返回到了无性世代。

在有性的被子植物中，雌性配子体(胚子囊)发育成与孢子体很不相同的多细胞结构(胚珠)。在胚珠发育过程中，一种特别的细胞即孢原细胞经历两个连续的阶段：大孢子发生(形成减数的大孢子或减数孢子，从孢原细胞)和大配子发生(从大孢子形成雌性配子体)，产生含有单个配子的多细胞配子体(卵球)。近80％的被子植物涉及这种发育类型(Polygonum型)。无融合生殖的不同形式相应于该主题下的一系列变化形式。

根据胚的起源的无融合生殖第一种分类是两种基本形式。对于不定胚生殖，胚直接从胚珠的珠心或珠被体细胞分化来。因而不存在孢子体和配子体的世代交替。而配子体无融合生殖的特征在于形成未减数的雌性配子体，及胚从卵球的孤雌生殖性发育。在下文中，凡提到无融合生殖均指配子体无融合生殖。

根据雌性配子体的来源不同，配子体无融合生殖有两大类。对于无孢子生殖形式，未减数的胚子囊来自胚珠的体细胞，一般是珠心的。对于倍数孢子形成形式，胚子囊来自生殖细胞，即孢原细胞。未减数分裂生殖同时包括无孢生殖和倍数孢子形成。实际上存在大量不同的导致形成未减数配子体的过程。

在有性被子植物中，雄性配子体(花粉粒)含有两种生殖细胞。一种使卵球受精生成胚，另一种与源自胚乳的中心细胞的核结合。胚和胚乳因而都是有性的。这称为双受精，是被子植物的特有特征。在大多数无融合生殖植物中，胚在无受精下发育，而胚乳仍保持有性。当中心细胞受精是胚乳发育所必需的时，称为假配合或假配合性无融合生殖；当胚和胚乳都在无受精情况下发育，则称为独立的无融合生殖。

在胚水平讲，无融合生殖实际相当于经种子的无性生殖。这是由下列可清楚识别的因素共同得出的：无减数分裂或在无减数的情况下形成胚子囊、孤雌生殖或在卵球不受精的情况下形成胚。无减数分裂和孤雌生殖保证了孢子体和配子体的世代交替，但没有不同核期的交替：孢子体和配子体保持在倍体的水平。