本文關(guān)鍵詞：一個(gè)水稻黃化矮稈突變體的表型分析與基因定位

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【摘要】：水稻葉色突變體是研究葉綠體生長發(fā)育、功能基因遺傳進(jìn)化以及光合色素合成與降解等過程的好材料,同時(shí),葉色可以作為特殊標(biāo)記性狀,在生產(chǎn)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。我們從秈稻品種158R中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)自發(fā)突變的黃化矮稈突變體,命名為yd-158R。本文以野生型為對照,分別對突變體yd-158R的主要農(nóng)藝性狀、葉綠素含量、激素響應(yīng)、葉綠體發(fā)育等進(jìn)行了調(diào)查研究,在對該性狀遺傳分析的基礎(chǔ)上,對該突變基因進(jìn)行了基因定位,為目的基因的克隆及其分子機(jī)理研究奠定了基礎(chǔ)。得到的結(jié)果如下：1.表型特征及主要農(nóng)藝性狀調(diào)查發(fā)現(xiàn),與野生型158R相比,突變體yd-158R的葉色在苗期出現(xiàn)黃綠色,后期葉片黃化,由葉基部到葉尖黃化程度逐漸加重,植株相對矮小、生育期延遲,發(fā)育相對緩慢,長勢較弱,主要農(nóng)藝性狀如株高、穗長、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、千粒重等指標(biāo)均顯著下降。2.光合色素含量的測定顯示,與野生型158R相比,突變體yd-158R在苗期的葉綠素總含量、葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a/b分別下降74.14%、74.28%、73.53%和3.03%,類胡蘿卜素含量上升38.38%;在抽穗期葉綠素總含量、葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a/b、類胡蘿卜素5個(gè)指標(biāo)分別下降93.73%、93.99%、92.60%、17.47%和20.55%。上述結(jié)果表明突變體的黃化表型是由于光合色素含量下降引起的,且葉片黃化程度隨著生育期發(fā)展而加劇。3.光合指標(biāo)測定顯示,在苗期,突變體yd-158R凈光合速率Pn、氣孔導(dǎo)度Gs、蒸騰速率Tr與野生型相比分別下降78%、95%和72%：在抽穗期突變體的凈光合速率Pn、氣孔導(dǎo)度Gs、蒸騰速率Tr與野生型相比分別下降了87%、86%和70%。表明突變體的光合效率受到嚴(yán)重影響,導(dǎo)致了一系列農(nóng)藝性狀的改變。4.葉片電鏡觀察發(fā)現(xiàn),突變體yd-158R的葉綠體受到了不同程度的破壞,且葉綠體內(nèi)都有相當(dāng)數(shù)量和大小的淀粉粒堆積,細(xì)胞核質(zhì)顏色加深,細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)不完善,其中以葉尖部位最為嚴(yán)重,葉綠體基粒幾乎全部降解,細(xì)胞內(nèi)充斥大量淀粉粒,而葉片中部和葉片基部的情況逐漸緩和,以此推測突變體yd-158R跟葉綠體的生長發(fā)育過程相關(guān)。5.激素敏感性分析表明,突變體yd-158R不屬于赤霉素GA鈍感類型,其赤霉素GA的生物合成途徑正常；同時(shí),突變體yd-158R不是BR突變體,其矮化與BR信號(hào)途徑無關(guān),光照可促進(jìn)突變體yd-158R的表型形成。6.遺傳分析：突變體yd-158R分別與R23和Rshu進(jìn)行雜交,F1均表現(xiàn)正常,而F2出現(xiàn)表型分離,正常對突變比例為3：1,表明該黃化矮稈性狀受1對隱性核基因控制。7.基因定位：利用yd-158R與Rshu構(gòu)建的F2群體,將yd-158R因定位在9號(hào)染色體長臂末端,位于InDel標(biāo)記D17和SSR標(biāo)記RM1026間597kb的區(qū)域內(nèi),與兩標(biāo)記的遺傳距離分別為0.01cM和0.41cM,此區(qū)間內(nèi)尚未有相關(guān)基因定位和克隆的報(bào)道,故認(rèn)為yd-158R是一個(gè)新的葉色控制基因。8.測序發(fā)現(xiàn)突變體yd-158R在基因LOC_Os09g38320的編碼區(qū)ATG前面第151位堿基由T變?yōu)镚,利用轉(zhuǎn)錄組測序分析基因差異表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)定位區(qū)間內(nèi)LOC_OS09g38320在突變體中上調(diào)表達(dá),該基因可能是黃矮突變性狀的候選基因。
【關(guān)鍵詞】：水稻 yd-158R 黃化矮稈突變體 遺傳分析 基因定位
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S511
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一部分 文獻(xiàn)綜述10-24
• 1 水稻葉色突變相關(guān)研究10-17
• 1.1 水稻葉色突變體的類型10-11
• 1.2 水稻葉色突變體的來源11-12
• 1.3 水稻葉色突變體的遺傳特性12
• 1.4 水稻葉色突變基因的分子機(jī)制12-16
• 1.5 水稻第9號(hào)染色體上已發(fā)現(xiàn)的與葉色突變相關(guān)基因16-17
• 2 水稻矮稈突變體的相關(guān)研究17-18
• 2.1 水稻矮稈資源的分類和命名17
• 2.2 水稻矮化與激素的關(guān)系17-18
• 3 植物基因克隆的研究現(xiàn)狀18-21
• 3.1 植物基因的克隆技術(shù)18-20
• 3.2 圖位克隆技術(shù)的應(yīng)用20-21
• 3.3 生物信息學(xué)的應(yīng)用21
• 4 分子標(biāo)記及其應(yīng)用21-23
• 4.1 分子標(biāo)記概述21
• 4.2 常見分子標(biāo)記的基本原理與特點(diǎn)21-23
• 4.3 新型遺傳標(biāo)記SNPs和InDels23
• 4.4 分子標(biāo)記的應(yīng)用23
• 5 本研究和目的與意義23-24
• 第二部分 材料與方法24-29
• 1 實(shí)驗(yàn)材料24-25
• 1.1 植物材料24
• 1.2 化學(xué)試劑24
• 1.3 溶液24-25
• 1.4 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備25
• 2 實(shí)驗(yàn)方法25-29
• 2.1 植株的表型觀察及農(nóng)藝性狀調(diào)查25
• 2.2 光合色素含量測定25-26
• 2.3 光合參數(shù)測定26
• 2.4 透射電鏡觀察葉肉細(xì)胞26
• 2.5 激素對水稻幼苗的處理26-27
• 2.6 群體DNA的提取及PCR擴(kuò)增27-28
• 2.7 遺傳作圖及候選基因分析28
• 2.8 基因序列分析28-29
• 第三部分 結(jié)果與分析29-40
• 1 突變體yd-158R的表型特征及主要農(nóng)藝性狀29-30
• 2 不同時(shí)期光合色素含量測定30-31
• 3 不同時(shí)期光合參數(shù)測定31-32
• 4 突變體yd-158R葉肉細(xì)胞及葉綠體結(jié)構(gòu)電鏡觀察32-34
• 5 突變體yd-158R對激素的響應(yīng)34-36
• 5.1 突變體yd-158R對赤霉素的響應(yīng)34-35
• 5.2 突變體yd-158R暗處理及對油菜素類酯的響應(yīng)35-36
• 6 突變體yd-158R的遺傳分析和基因定位36-38
• 6.1 突變體yd-158R的遺傳分析36-37
• 6.2 突變體yd-158R的基因定位37-38
• 7 候選基因預(yù)測38-40
• 第四部分 討論和結(jié)論40-44
• 1 討論40-42
• 2 結(jié)論42-44
• 參考文獻(xiàn)44-52
• 致謝52-53
• 碩士研究少期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：976175