本文關(guān)鍵詞：水稻秈粳雜種不育基因座S-e的候選基因分析

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【摘要】：水稻秈粳亞種間具有強(qiáng)大的雜種優(yōu)勢(shì),該優(yōu)勢(shì)的有效利用可實(shí)現(xiàn)水稻單產(chǎn)的再次飛躍。研究水稻秈粳雜種不育基因?qū)τ行У剡x擇秈粳雜交組合,充分利用秈粳雜種優(yōu)勢(shì)進(jìn)行超高產(chǎn)育種具有重要意義。本研究在S-e基因座精細(xì)定位的基礎(chǔ)上,利用生物信息學(xué)對(duì)定位區(qū)域進(jìn)行序列分析,預(yù)測(cè)候選基因,同時(shí)對(duì)候選基因進(jìn)行熒光定量表達(dá)分析,并構(gòu)建了候選基因的互補(bǔ)載體獲得轉(zhuǎn)基因植株對(duì)基因型和表型進(jìn)行分析。主要獲得以下結(jié)果:利用GRAMENE及RAP-DB數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)已定位區(qū)域的DNA序列進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)S-e基因座候選區(qū)基因組序列在秈稻9311與粳稻日本晴的相似性比較低。在粳稻區(qū)域全長(zhǎng)為13.1kb,基因注釋有2個(gè)ORF;而在秈稻區(qū)域全長(zhǎng)為37.1kb,基因注釋有5個(gè)ORF。粳稻日本晴在兩個(gè)候選基因之間的物理距離為3.7kb,秈稻與粳稻在S-e基因座的序列差異是引起花粉不育的主要原因。通過(guò)對(duì)S-e的7個(gè)候選基因的熒光定量表達(dá)分析表明,未檢測(cè)到秈稻來(lái)源的候選基因ORF2(GLA4ORF2)以及候選基因37252的表達(dá)。其余候選基因均在雄蕊時(shí)表達(dá)量最高。粳稻來(lái)源的兩個(gè)候選基因ORF1,ORF2在T65中的表達(dá)量要高于Se-NIL;GLA4的候選基因GLA4ORF1,37253,37254在Se-NIL的表達(dá)量最高,其次為GLA4中的表達(dá)量,表達(dá)量最低的為雜合株。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)基因植株的基因型與表型分析得到水稻秈粳雜種不育基因座S-e不是由單基因控制的,而是多個(gè)基因相互作用而引起的水稻花粉不育。37252,GLA4ORF2的轉(zhuǎn)基因植株均出現(xiàn)了花粉不育的植株,且37252是出現(xiàn)花粉不育植株最多的一個(gè)轉(zhuǎn)基因材料,該結(jié)果表明,37252與GLA4ORF2在其他部位或其他時(shí)期表達(dá)而本研究未檢測(cè)到,從而引起了花粉不育;37252與GLA4ORF2的轉(zhuǎn)基因植株的花粉不育是由于基因插入引起的基因突變從而造成花粉不育。
【關(guān)鍵詞】：水稻 候選基因 秈粳分化 雜種不育
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S511
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 文獻(xiàn)綜述10-22
• 1.1 秈粳亞種的起源與分化10-11
• 1.1.1 秈粳亞種的起源10-11
• 1.1.2 秈粳亞種的分化11
• 1.2 秈粳雜種F1不育的原因及主要遺傳模式11-15
• 1.2.1 影響水稻秈粳雜種F1不育的細(xì)胞學(xué)機(jī)理11-12
• 1.2.2 水稻秈粳雜種F1不育性的遺傳機(jī)理12-14
• 1.2.3 秈粳雜種不育基因的作用模式14-15
• 1.3 秈粳雜種不育基因的定位和克隆15-18
• 1.3.1 雌性不育基因的定位和克隆15-16
• 1.3.2 雄性不育基因的定位和克隆16-18
• 1.4 克服秈粳雜種不育的有效途徑18-20
• 1.5 研究的目的與意義20
• 1.6 研究的技術(shù)路線(xiàn)20-22
• 2 材料與方法22-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料22
• 2.1.1 轉(zhuǎn)基因材料22
• 2.1.2 候選基因表達(dá)分析材料22
• 2.2 主要試劑22-24
• 2.3 主要儀器設(shè)備24
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法24-31
• 2.4.1 S-e定位區(qū)域的序列分析24
• 2.4.2 水稻基因組DNA的提取24-25
• 2.4.3 水稻總RNA的提取25-26
• 2.4.4 候選基因的實(shí)時(shí)熒光定量表達(dá)分析26-27
• 2.4.5 候選基因互補(bǔ)載體的構(gòu)建27-30
• 2.4.6 轉(zhuǎn)基因植株基因型的檢測(cè)30
• 2.4.7 花粉育性檢測(cè)方法30-31
• 3 結(jié)果31-47
• 3.1 秈粳雜種不育基因座S-e候選基因分析31-41
• 3.1.1 候選基因的序列分析31-35
• 3.1.2 候選基因的結(jié)構(gòu)分析35-36
• 3.1.3 候選基因所編碼蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)分析36-37
• 3.1.4 候選基因的Real-time PCR分析37-41
• 3.2 酵母雙雜載體的構(gòu)建41-43
• 3.3 秈粳雜種不育基因S-e候選基因的轉(zhuǎn)基因植株分析43-47
• 4 討論與結(jié)論47-51
• 4.1 討論47-49
• 4.1.1 水稻S-e基因座的相關(guān)研究47
• 4.1.2 秈粳雜種不育基因的作用模式47-48
• 4.1.3 水稻秈粳雜種不育基因的研究的重要意義48-49
• 4.1.4 進(jìn)一步需解決的問(wèn)題49
• 4.2 結(jié)論49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 附錄A58-59
• 附錄B59-63
• 附錄C63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1085848