本文關(guān)鍵詞：黎平雜邊禾dss-1突變體光合生理特性及基因定位研究

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【摘要】：水稻作為重要的糧食作物,株高是其重要的農(nóng)藝性狀之一,研究水稻株高對(duì)水稻的穩(wěn)產(chǎn)及高產(chǎn)具有重要意義,因此,鑒定和創(chuàng)制水稻新的矮稈突變體,對(duì)進(jìn)一步揭示水稻株高生長發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制具有重要意義。本研究利用化學(xué)誘變劑甲基磺酸乙酯(Ethyl Methyl Sulfonate,EMS)處理貴州地方稻種黎平雜邊禾后獲得一份小粒矮稈突變體(暫命名為dwarf small seed-1,dss-1),對(duì)其表觀性狀、光合生理特性、節(jié)間細(xì)胞結(jié)構(gòu)、對(duì)外源赤霉素(Gibberellin,GA)及油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroid,BR)敏感性及BR相關(guān)基因表達(dá)進(jìn)行了分析,并構(gòu)建雜交群體對(duì)dss-1突變體進(jìn)行遺傳分析,以明確dss-1突變體矮化性狀的遺傳特性,還對(duì)該突變基因進(jìn)行了初定位研究,結(jié)果如下:1突變體農(nóng)藝性狀及細(xì)胞形態(tài)突變體表現(xiàn)出植株矮化、株型直立、葉色深綠、第二節(jié)間長度極度縮短、劍葉短窄、籽粒小而圓、穗長及倒1節(jié)長度增加等性狀。成熟期dss-1突變體株高98cm,高度為野生型(205.18 cm)的48%。對(duì)苗齡2周的突變體及野生型植株第二葉葉鞘及葉片表皮細(xì)胞觀察發(fā)現(xiàn),突變體的表皮細(xì)胞長度明顯較野生型縮短。對(duì)dss-1突變體各節(jié)間細(xì)胞進(jìn)行縱切觀察發(fā)現(xiàn),與野生型細(xì)胞相比,dss-1突變體倒1、3、4節(jié)間細(xì)胞形態(tài)無明顯差異,細(xì)胞長度變化不大;倒2節(jié)細(xì)胞長度變短且圓,說明dss-1突變體第2節(jié)間縮短是由于細(xì)胞長度變短所致。2突變體對(duì)外源GA及BR的響應(yīng)外源GA3處理該突變體無胚乳部分種子發(fā)現(xiàn),其能誘導(dǎo)該突變體產(chǎn)生α-淀粉酶,表明dss-1突變基因與GA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑無關(guān);經(jīng)過外源GA3處理突變體苗期后,發(fā)現(xiàn)dss-1突變體第二葉鞘長度未恢復(fù)至野生型長度,一定程度上也說明突變體對(duì)外源GA3不敏感,推測該突變體矮化性狀與活性GA生物合成途徑無關(guān)。在暗培養(yǎng)條件下,dss-1的中胚軸不伸長,暗形態(tài)建成受到影響。而dss-1突變體對(duì)外源表油菜素內(nèi)酯BL敏感,推測該突變體可能與BR生物合成途徑有關(guān)。3突變體光合生理特性為探討突變體dss-1生理生化變化,我們測定了超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、過氧化物酶(Peroxidase,POD)、過氧化氫酶(Catalase,CAT)三種抗氧化酶活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量,并以LI-6400XT光合系統(tǒng)進(jìn)行了光合生理特性分析。結(jié)果表明,dss-1突變體SOD、POD和CAT酶活性分別為8.12 U/mg(prot)、28.60 U/mg(prot)、23.77 U/mg(prot),均比野生型[SOD為7.75 U/mg(prot)、POD為27.23 U/mg(prot)及CAT為21.76 U/mg(prot)]略高,但差異未達(dá)到顯著水平,說明該突變基因與抗氧化酶不相關(guān)。MDA含量為0.90nmol·mg-1(FW),比野生型[0.57 nmol·mg-1(FW)]增加58%,差異達(dá)到極顯著水平。該突變體成熟期的光合速率(8.9μmol·m-2·s-1)和葉綠素含量(4.8 mg·g-1·FW)比野生型(光合速率為6.7μmol·m-2·s-1,葉綠素含量為3.0 mg·g-1·FW)高24.72%和37.5%;分蘗期突變體光合速率(18.7μmol·m-2·s-1)和葉綠素含量(5.7 mg·g-1·FW)比野生型(光合速率是16.8μmol·m-2·s-1和葉綠素含量是4.5 mg·g-1·FW)增加了10.16%、21.05%。突變體dss-1的初始熒光產(chǎn)量(Fo)是175.1,最大光合效率(Fv/Fm)為0.79,比野生型(Fo為141.01,Fv/Fm為0.78)高19.50%和1.3%,電子傳遞速率(ETR)、PSII的光化學(xué)效率(ΦPSII)和光化學(xué)淬滅(q P)分別是96.73、0.16、0.71,均低于野生型(ETR是106.13、ΦPSII是0.20及q P是0.75)。說明dss-1突變基因與該突變體光合生理特性和表型特征具有一定相關(guān)性。4 dss-1突變對(duì)BR合成及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)的影響利用real-time PCR檢測dss-1突變體和野生型幼苗期中BR生物合成和信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)現(xiàn),與野生型相比,BR合成途徑相關(guān)基因DWARF4、DWARF、D11、DWARF2及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因BRI1、MDP1、RAG1、BZR1的表達(dá)量均上調(diào),其中合成途徑相關(guān)基因DWARF上調(diào)最明顯,是野生型的7.8倍;信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因BRI1的表達(dá)上升幅度是野生型的5.3倍左右。除了DWARF4、RGA1、MDP1外,其他基因表達(dá)量上調(diào)均高于2倍,說明dss-1基因不是BR生物合成中DWARF4、DWARF、D11、DWARF2任何一個(gè),也不是BR信號(hào)通路中BRI1、MDP1、RAG1、BZR1的其中一個(gè),是一個(gè)與BR生物合成相關(guān)的基因。5突變體矮稈性狀的遺傳特性及基因初定位本研究構(gòu)建了dss-1與9311、銀桂粘及貴州黎平雜邊禾野生型3組雜交組合,研究突變體矮化性狀遺傳特性,將dss-1與9311雜交組合F2群體作為dss-1突變基因的定位群體。研究發(fā)現(xiàn),dss-1突變體與9311、銀桂粘及黎平雜邊禾野生型等材料的雜交F1代植株均表現(xiàn)為高稈性狀,未出現(xiàn)矮化植株。dss-1與9311、野生型及銀桂粘等雜交組合的F2代群體中,高稈植株與矮化植株分離比例為3:1。說明dss-1突變體的矮化性狀是由于單基因隱性突變所致,初步命名為Dss-1基因。利用在兩親本間篩選出具有多態(tài)性的引物對(duì)突變基因池和正�；虺剡M(jìn)行擴(kuò)增,并用在基因池間具有多態(tài)性引物對(duì)F2代群體單株進(jìn)行驗(yàn)證分析,初步確定位于水稻第3條染色體的標(biāo)記RM15238和RM15521與目標(biāo)基因存在連鎖關(guān)系,Dss1基因初定位于3號(hào)染色體標(biāo)記RM15238附近16.72-20.83和RM15521附近22.29-26.47區(qū)段中。
【關(guān)鍵詞】：水稻 油菜素內(nèi)酯 突變體 光合生理特性 基因定位
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2;Q945.11
【目錄】：

• 摘要6-9
• Abstract9-13
• 第一章 文獻(xiàn)綜述13-28
• 1 水稻株高功能基因研究13-20
• 1.1 GA合成及信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)基因13-15
• 1.2 BR合成及信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)基因15-19
• 1.2.1 BR 生物合成途徑相關(guān)基因15-18
• 1.2.2 BR 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因18-19
• 1.3 獨(dú)角金內(nèi)酯及其他株高相關(guān)基因19-20
• 2 水稻矮化突變體研究進(jìn)展20-23
• 2.1 突變體的來源20-23
• 2.1.1 自然突變21
• 2.1.2 物理、化學(xué)誘變21-22
• 2.1.3 插入突變22-23
• 2.2 水稻突變體庫23
• 3 水稻基因定位23-27
• 3.1 基因定位分子標(biāo)記24-25
• 3.2 水稻基因定位研究25-27
• 4 研究目的及意義27-28
• 第二章 黎平雜邊禾的誘變及dss-1 突變體鑒定28-42
• 1. 材料28-29
• 1.1 植物材料28-29
• 1.2 儀器及試劑29
• 2 研究方法29-32
• 2.1 EMS誘變、篩選、鑒定貴州地方水稻突變體29
• 2.2 dss-1 突變體形態(tài)與表型觀察29-30
• 2.3 dss-1 突變體細(xì)胞學(xué)分析30-31
• 2.4 dss-1 突變體對(duì)外源GA3敏感性分析31-32
• 2.5 dss-1 突變體α-淀粉酶活性檢測32
• 2.6 dss-1 突變體對(duì)BR敏感性分析32
• 2.7 dss-1 突變體暗形態(tài)建成分析32
• 3 結(jié)果與分析32-40
• 3.1 dss-1 突變對(duì)農(nóng)藝性狀表型特征的影響32-34
• 3.2 dss-1 突變體莖節(jié)間細(xì)胞學(xué)形態(tài)的影響34-36
• 3.3 dss-1 突變對(duì)外源GA3的響應(yīng)36-37
• 3.4 dss-1 突變對(duì)α-淀粉酶表達(dá)活性的影響37
• 3.5 dss-1 突變對(duì)暗形態(tài)建成的影響37-38
• 3.6 dss-1 突變對(duì)BR敏感性的影響38-40
• 4 討論40-42
• 第三章 dss-1 突變體保護(hù)酶活性與光合生理特性42-48
• 1 材料42
• 2 研究方法42-44
• 2.1 光合色素測定42-43
• 2.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測定43
• 2.3 光合速率測定43
• 2.4 保護(hù)酶活性及MDA含量測定43-44
• 3 結(jié)果與分析44-46
• 3.1 光合色素含量變化44
• 3.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化44-45
• 3.3 光合速率變化45
• 3.4 保護(hù)酶活性及丙二醛(MDA)含量變化45-46
• 4 討論46-48
• 第四章 dss-1 BR相關(guān)基因表達(dá)分析48-55
• 1 材料49
• 1.1 植物材料49
• 1.2 儀器及試劑49
• 2 研究方法49-51
• 2.1 引物設(shè)計(jì)49-50
• 2.2 水稻總RNA提取50
• 2.3 總RNA濃度檢測50-51
• 2.4 cDNA的合成51
• 2.5 Real-time PCR反應(yīng)51
• 3 結(jié)果與分析51-54
• 3.1 RNA濃度檢測結(jié)果51-52
• 3.2 dss-1 突變對(duì)BR合成相關(guān)基因表達(dá)的影響52-54
• 4 討論54-55
• 第五章 dss-1 遺傳分析及基因定位55-64
• 1 材料56
• 1.1 植物材料56
• 1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑56
• 2 研究方法56-58
• 3 結(jié)果與分析58-62
• 3.1 突變體遺傳分析58-60
• 3.2 dss-1 突變體基因初定位60-62
• 4 討論62-64
• 第六章 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)與展望64-67
• 1 結(jié)論64-65
• 2 創(chuàng)新點(diǎn)65
• 3 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-78
• 附錄78-79
• 致謝79-80
• 聲明80-81

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本文編號(hào)：650966