本文關(guān)鍵詞：水稻水分蘗突變體6635的遺傳鑒定及黃化突變體505ys的基因克隆

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【摘要】：1.水稻少分蘗突變體6635的遺傳分析與基因定位作物株型和產(chǎn)量密切相關(guān),分蘗作為禾本科植物特有的分枝方式,是株型重要的構(gòu)成因素之一,分蘗數(shù)的多少決定植株有效穗數(shù)的多少,從而影響其單位面積產(chǎn)量。因此分蘗數(shù)目對于選育作物理想型群體、增加單位面積產(chǎn)量具有十分重要的應(yīng)用價值。水稻分蘗是單子葉植物分枝的模式系統(tǒng),對其相關(guān)基因的研究,不僅有利于揭示水稻分蘗生長的分子機制,同時還對提高水稻產(chǎn)量具有重要作用。本試驗利用化學(xué)誘變劑EMS處理水稻粳稻品種中花11,獲得了一個穩(wěn)定遺傳的水稻少分蘗突變體6635,該突變體的分蘗數(shù)明顯少于野生型,一般只有3到4個分蘗。遺傳分析表明6635的突變性狀由1對隱性核基因控制。以6635/岡46B的F2代為定位群體,利用SSR和In/Del標記將突變基因定位在水稻第4染色體兩個In/Del標記H4和H5之間,遺傳距離分別為0.53cM和1.21cM,物理距離為5198 kb。2.水稻黃化突變體505ys的基因克隆及功能分析葉色突變是一種比較常見且容易識別的突變,葉色突變導(dǎo)致植株體內(nèi)光合色素代謝異常,從而影響其光合作用的正常進行。葉色突變體是研究光合作用、葉綠素合成和降解以及葉綠體發(fā)育等的實驗材料,還可作為標記應(yīng)用于雜交育種中。萜類化合物是由異戊二烯為基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的化合物,它是所有原核和真核生物有機體中最豐富的次級代謝產(chǎn)物。作為萜類化合物合成途徑之一,MEP途徑對植物生長發(fā)育具有非常重要的作用。研究水稻MEP途徑關(guān)鍵酶的相關(guān)基因,有助于更好地闡述其分子作用機制。實驗室通過EMS誘變?nèi)毡厩绔@得一個能夠穩(wěn)定遺傳的黃化突變體505ys,本試驗在前期基因定位的基礎(chǔ)上對該突變體進行基因克隆及功能分析,主要結(jié)果如下：(1)突變體505ys的表型特征及其農(nóng)藝性狀：該突變體整個生育期均表現(xiàn)出黃化表型,測定其主要農(nóng)藝性狀顯示,與野生型相比,其株高、每株有效穗數(shù)和每穗著粒數(shù)均有所下降,其千粒重和結(jié)實率顯著下降,分別下降6.5%和9.8%。(2)突變體505ys的光合色素測定：分別在苗期和抽穗期測定其光合色素含量,結(jié)果顯示,突變體色素含量兩個時期均顯著低于野生型,其總?cè)~綠素含量分別為1.78和1.36 mg/g,分別比野生型下降29.92%和41.63%。(3)透射電子顯微鏡分析：利用透射電子顯微鏡對生長4周左右的突變體505ys及其野生型日本晴的植株相同部位的葉片進行觀察,結(jié)果顯示：與野生型相比,突變體葉肉細胞的形狀有較大的差異,葉綠體內(nèi)沒有明顯基粒片層垛疊、類囊體膜結(jié)構(gòu)紊亂以及出現(xiàn)很多空泡。(4)候選基因分析與克�。呵捌诠ぷ鲗�505ys定位在第2染色體長臂約182kb的區(qū)間內(nèi),通過候選基因的遴選,發(fā)現(xiàn)其中一個基因編碼的蛋白質(zhì)參與了MEP途徑,測序顯示該基因的DNA序列629位(對應(yīng)cDNA序列508位)堿基由C突變?yōu)門,氨基酸由亮氨酸(L)突變?yōu)楸奖彼?F),推測該突變可能是引起突變體505ys黃化的原因,暫命名為505YS。(5)功能基因互補實驗：構(gòu)建轉(zhuǎn)基因表達載體pC2300-actin-505YS,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)將野生型基因505YS轉(zhuǎn)入突變體中,轉(zhuǎn)基因植株表型和光合色素含量均恢復(fù)正常；同時,將空載體pCAMBIA2300-actin轉(zhuǎn)入突變體中作為對照,轉(zhuǎn)基因植株表型和光合色素含量均與突變體相同。說明黃化表型是由505YS基因突變導(dǎo)致的。(6)組織表達分析：RT-PCR分析在苗期和孕穗期各個組織器官中的505YS基因表達水平,結(jié)果顯示該基因在根、莖、葉、幼穗以及葉鞘中均有表達,且在葉中的表達量略高于其他器官。(7)亞細胞定位：將目的基因連接在pC2300-35S-eGFP表達載體上,通過PEG介導(dǎo)轉(zhuǎn)入水稻原生質(zhì)體中,利用熒光共聚焦顯微鏡觀察,結(jié)果顯示該基因編碼的蛋白質(zhì)定位在葉綠體上。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S511

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