水稻是我國(guó)主要的糧食作物之一,其產(chǎn)量和品質(zhì)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本研究從中嘉早17(YK17)經(jīng)EMS誘變得到的突變體庫(kù)中篩選到1個(gè)穩(wěn)定遺傳的碳氮代謝缺陷突變體cnm1。對(duì)該突變體深入研究發(fā)現(xiàn),突變體cnm1的碳氮代謝存在缺陷,不僅導(dǎo)致產(chǎn)量降低,還會(huì)影響稻米品質(zhì)。主要研究結(jié)果如下:1、突變體cnm1的株高、分蘗數(shù)、穗粒數(shù)和單株產(chǎn)量極顯著降低;根系發(fā)育不良;灌漿速率極顯著降低;成熟期有明顯的貪青現(xiàn)象,劍葉的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量極顯著升高。成熟種子的粒型發(fā)生改變,粒長(zhǎng)、粒寬和千粒重極顯著降低,并伴有堊白現(xiàn)象。胚乳中總淀粉、直鏈淀粉和總蛋白的含量降低,可溶性糖的含量升高。胚乳淀粉糊化溫度極顯著升高,黏度和糊化特性有明顯變化。復(fù)合淀粉顆粒在發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)異常,呈開(kāi)裂狀態(tài),且顆粒排列較為松散,顆粒間有較大的空隙。2、不同氮水平條件下,突變體cnm1水培幼苗的株高、干重和根冠比均低于相同處理的野生型,氮含量均高于相同處理的野生型。不同氮水平條件下,突變體cnm1盆栽植株的分蘗數(shù)、結(jié)實(shí)率、每穗粒數(shù)、單株產(chǎn)量、各組織的干重、總干重和氮積累量大多低于相同條件下的野生型,各組織的氮含量大多高...

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 水稻的碳代謝
        1.1.1 水稻的光合作用
        1.1.2 水稻淀粉的生物合成
    1.2 水稻的氮代謝
        1.2.1 氮的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)
        1.2.2 氮的同化
    1.3 碳氮代謝的相互關(guān)系
    1.4 丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶的研究近況
    1.5 本研究的目的與意義
第二章 水稻突變體cnm1的表型鑒定
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 水稻農(nóng)藝性狀和粒型的考察
        2.2.2 水稻葉片葉綠素含量的測(cè)定
        2.2.3 水稻灌漿速率的測(cè)定
        2.2.4 分蘗期和抽穗期根部的掃描與分析
        2.2.5 氮濃度梯度水培實(shí)驗(yàn)
        2.2.6 氮肥梯度盆栽實(shí)驗(yàn)
        2.2.7 水稻氮含量的測(cè)定
        2.2.8 掃描電鏡觀察成熟種子斷面
        2.2.9 透射電鏡觀察胚乳造粉體發(fā)育
        2.2.10 胚乳半薄切片的制備與觀察
        2.2.11 種子總淀粉含量的測(cè)定
        2.2.12 種子直鏈淀粉含量的測(cè)定
        2.2.13 種子總蛋白含量的測(cè)定
        2.2.14 種子可溶性糖含量的測(cè)定
        2.2.15 RVA譜測(cè)定
        2.2.16 糊化溫度的測(cè)定
        2.2.17 米粉糊化特性實(shí)驗(yàn)
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 突變體cnm1的重要農(nóng)藝性狀發(fā)生改變
        2.3.2 突變體cnm1的灌漿速率降低,籽粒變小并出現(xiàn)堊白表型
        2.3.3 突變體cnm1苗期出現(xiàn)氮代謝缺陷表型
        2.3.4 突變體cnm1盆栽的產(chǎn)量性狀和氮素利用率降低
        2.3.5 突變體cnm1胚乳中復(fù)合淀粉顆粒發(fā)育異常
        2.3.6 突變體cnm1的稻米品質(zhì)和胚乳淀粉的理化性質(zhì)發(fā)生改變
    2.4 小結(jié)
        2.4.1 突變體cnm1的氮代謝異常
        2.4.2 突變體cnm1的碳代謝異常
        2.4.3 突變體cnm1的品質(zhì)性狀和胚乳淀粉理化性質(zhì)發(fā)生變化
第三章 OsCNM1的圖位克隆和功能分析
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 葉片DNA的提取
        3.2.2 PCR擴(kuò)增與PAGE凝膠電泳
        3.2.3 分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)與基因定位
        3.2.4 候選基因的預(yù)測(cè)與測(cè)序
        3.2.5 敲除載體的構(gòu)建及大腸桿菌的轉(zhuǎn)化
        3.2.6 氨基酸序列比對(duì)與進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建
        3.2.7 水稻不同組織總RNA的提取、消化與反轉(zhuǎn)錄
        3.2.8 Real-Time PCR
        3.2.9 大提質(zhì)粒
        3.2.10 原生質(zhì)體的提取與轉(zhuǎn)化
        3.2.11 亞細(xì)胞定位
        3.2.12 成熟種子中氨基酸含量的測(cè)定
        3.2.13 葉片及胚乳中丙酮酸含量的測(cè)定
        3.2.14 水培幼苗根部α-酮戊二酸含量的測(cè)定
        3.2.15 丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(Ala AT/ALT)酶活的測(cè)定
        3.2.16 谷氨酸合成酶(GOGAT)酶活的測(cè)定
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 OsCNM1是影響水稻碳氮代謝的目的基因
        3.3.2 OsCNM1在水稻胚乳中高表達(dá),編碼的蛋白質(zhì)定位在細(xì)胞質(zhì)中
        3.3.3 OsCNM1編碼水稻丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶
        3.3.4 丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶酶活的降低影響了氨基酸的合成
        3.3.5 突變體cnm1的碳代謝相關(guān)基因表達(dá)紊亂,使丙酮酸在組織中積累
        3.3.6 α-酮戊二酸的積累提高了GOGAT的酶活和氮代謝基因的表達(dá)水平
    3.4 小結(jié)
        3.4.1 OsCNM1是影響水稻碳氮代謝的基因
        3.4.2 OsCNM1為組成性表達(dá),其編碼的丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶定位在細(xì)胞質(zhì)
        3.4.3 丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶酶活的降低會(huì)影響氨基酸的合成
        3.4.4 碳代謝相關(guān)基因表達(dá)紊亂導(dǎo)致丙酮酸在組織中積累
        3.4.5 α-酮戊二酸的積累提高了植株同化吸收氮素的能力
第四章 全文結(jié)論與討論
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
附錄C
附錄D
附錄E
附錄F
附錄G
附錄H
附錄I
附錄J
致謝
作者簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3737611