水稻黃化苗基因CS3的圖位克隆與功能分析
發(fā)布時間：2021-07-10 03:22
光合作用是高等植物重要的生物過程之一,為植物提供能量并制造出氧氣。葉綠體是光合作用的場所,其中的光合色素則在光合作用過程中發(fā)揮著重要作用。由于基因突變導(dǎo)致的葉綠體發(fā)育異�；蚬夂仙胤e累異常往往會使植物葉片顏色發(fā)生改變,形成葉色突變體,這類突變體是研究葉綠素合成、葉綠素降解和葉綠體發(fā)育的理想材料。通過EMS誘變,我們篩選到了一個粳稻“嘉禾212”背景的葉色突變體,命名為cs3（chlorotic seedling 3）。之后,我們對其進(jìn)行表型分析、圖位克隆和基因功能分析等相關(guān)研究,所得主要結(jié)果如下:1.突變體cs3自萌發(fā)開始,整個植株出現(xiàn)黃化表型,且生長一段時間后,表面出現(xiàn)紅褐色壞死斑,之后植株慢慢干枯,死亡。光合色素含量分析發(fā)現(xiàn),突變體cs3植株除了在5 DAG時期能檢測到少量葉綠素a外,其余檢測時期均檢測不到葉綠素a和葉綠素b,同時類胡蘿卜素含量極顯著下降。2.透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn),突變體cs3葉片中葉綠體發(fā)育異常,質(zhì)體小球大量積累,同時有降解的現(xiàn)象。DAB染色和過氧化氫含量檢測結(jié)果顯示,突變體葉片中存在過氧化氫積累。3.相關(guān)基因的表達(dá)水平檢測結(jié)果顯示,突變體cs3中葉綠素合成相關(guān)基因表...
【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】：89 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
葉綠素a（左）和葉綠素b（右）的結(jié)構(gòu)(Rüdiger,2002)
圖1.2 Ycf54蛋白編碼基因突變體表型(Hollingshead et al., 2012; Albus et al., 2012)Fig. 1.2 The phenotype of ycf54 mutantA，低光照條件下，集胞藻野生型與ycf54突變菌株培養(yǎng)物的表型（OD750= 0.45）；B，煙草LCAA反義植株與野型植株表型。A, Visual comparison of WT and ycf54 mutant cultures of Synechocystis PCC 6803 under low light conditions to a cdensity of OD750= 0.45; B, Growth phenotypes of tobacco WT and the four LCAA antisense lines in the order of increasi
3.1 cs3 突變體的表型鑒定水稻cs3突變體是粳稻“嘉禾212”通過EMS誘變得來。突變體在種子萌發(fā)之后即表現(xiàn)出黃化表型，且隨著植株生長，突變體幼苗并沒有轉(zhuǎn)綠的現(xiàn)象，始終處于黃化狀態(tài)（圖3.1 A-C）。除此之外，當(dāng)突變體幼苗生長至2葉期時，植株的葉尖及葉鞘上開始出現(xiàn)紅褐色的壞死斑（圖3.1D-F），之后壞死斑的數(shù)量逐漸增加。紅褐色壞死斑出現(xiàn)后，相比于野生型植株幼苗，突變體植株幼苗的生長開始遲緩甚至停滯，隨后整個植株開始慢慢枯萎，死亡。由于突變體植株在幼苗時期便不能存活，且整個幼苗時期均呈現(xiàn)黃化表型，因而將該突變體命名為cs3（chlorotic seedling 3）。圖 3.1 野生型和cs3突變體植株的表型特征Fig. 3.1 Phenotypic characteristics of the WT and cs3 mutant plants植株在2DAG時期（A）、4DAG時期（B）、7DAG時期（C）和10DAG時期（D）的表型。E和F圖分別為cs3突變體葉尖和葉鞘放大圖。比例尺為1cm。DAG，萌發(fā)后天數(shù)。Plant phenotypes at 2 DAG (A)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水稻葉色突變體xws的基因定位與育種利用[J]. 陳桂華,王悅,熊躍東,劉芬,許強(qiáng),易國良,丁新才,唐文幫. 分子植物育種. 2018(01)
[2]6個水稻葉色白轉(zhuǎn)綠光溫敏核不育突變體的育種研究[J]. 房賢濤,馬洪麗,趙福源,章清杞,張書標(biāo). 中國農(nóng)學(xué)通報. 2011(01)
[3]水稻突變體與功能基因組學(xué)[J]. 郭龍彪,儲成才,錢前. 植物學(xué)通報. 2006(01)
[4]水稻不同發(fā)育時期高光譜與葉綠素和類胡蘿卜素的變化規(guī)律[J]. 唐延林,黃敬峰,王人潮. 中國水稻科學(xué). 2004(01)
[5]葉色標(biāo)記技術(shù)在雜交水稻種子生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 章志興,徐開盛,陳俊濤,陳善福,舒慶堯. 種子科技. 2001(01)
[6]紫葉標(biāo)記秈型光-溫敏核不育系中紫S的選育及其配組的雜種優(yōu)勢[J]. 曹立勇,錢前,朱旭東,曾大力,閔紹楷,熊振民. 作物學(xué)報. 1999(01)
本文編號：3275082
【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】：89 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
葉綠素a（左）和葉綠素b（右）的結(jié)構(gòu)(Rüdiger,2002)
圖1.2 Ycf54蛋白編碼基因突變體表型(Hollingshead et al., 2012; Albus et al., 2012)Fig. 1.2 The phenotype of ycf54 mutantA，低光照條件下，集胞藻野生型與ycf54突變菌株培養(yǎng)物的表型（OD750= 0.45）；B，煙草LCAA反義植株與野型植株表型。A, Visual comparison of WT and ycf54 mutant cultures of Synechocystis PCC 6803 under low light conditions to a cdensity of OD750= 0.45; B, Growth phenotypes of tobacco WT and the four LCAA antisense lines in the order of increasi
3.1 cs3 突變體的表型鑒定水稻cs3突變體是粳稻“嘉禾212”通過EMS誘變得來。突變體在種子萌發(fā)之后即表現(xiàn)出黃化表型，且隨著植株生長，突變體幼苗并沒有轉(zhuǎn)綠的現(xiàn)象，始終處于黃化狀態(tài)（圖3.1 A-C）。除此之外，當(dāng)突變體幼苗生長至2葉期時，植株的葉尖及葉鞘上開始出現(xiàn)紅褐色的壞死斑（圖3.1D-F），之后壞死斑的數(shù)量逐漸增加。紅褐色壞死斑出現(xiàn)后，相比于野生型植株幼苗，突變體植株幼苗的生長開始遲緩甚至停滯，隨后整個植株開始慢慢枯萎，死亡。由于突變體植株在幼苗時期便不能存活，且整個幼苗時期均呈現(xiàn)黃化表型，因而將該突變體命名為cs3（chlorotic seedling 3）。圖 3.1 野生型和cs3突變體植株的表型特征Fig. 3.1 Phenotypic characteristics of the WT and cs3 mutant plants植株在2DAG時期（A）、4DAG時期（B）、7DAG時期（C）和10DAG時期（D）的表型。E和F圖分別為cs3突變體葉尖和葉鞘放大圖。比例尺為1cm。DAG，萌發(fā)后天數(shù)。Plant phenotypes at 2 DAG (A)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水稻葉色突變體xws的基因定位與育種利用[J]. 陳桂華,王悅,熊躍東,劉芬,許強(qiáng),易國良,丁新才,唐文幫. 分子植物育種. 2018(01)
[2]6個水稻葉色白轉(zhuǎn)綠光溫敏核不育突變體的育種研究[J]. 房賢濤,馬洪麗,趙福源,章清杞,張書標(biāo). 中國農(nóng)學(xué)通報. 2011(01)
[3]水稻突變體與功能基因組學(xué)[J]. 郭龍彪,儲成才,錢前. 植物學(xué)通報. 2006(01)
[4]水稻不同發(fā)育時期高光譜與葉綠素和類胡蘿卜素的變化規(guī)律[J]. 唐延林,黃敬峰,王人潮. 中國水稻科學(xué). 2004(01)
[5]葉色標(biāo)記技術(shù)在雜交水稻種子生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 章志興,徐開盛,陳俊濤,陳善福,舒慶堯. 種子科技. 2001(01)
[6]紫葉標(biāo)記秈型光-溫敏核不育系中紫S的選育及其配組的雜種優(yōu)勢[J]. 曹立勇,錢前,朱旭東,曾大力,閔紹楷,熊振民. 作物學(xué)報. 1999(01)
本文編號：3275082
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