【摘要】：內(nèi)多倍化,指同一個體內(nèi)相鄰體細胞具有多種倍性的細胞核的現(xiàn)象。內(nèi)多倍化由細胞內(nèi)復制產(chǎn)生。內(nèi)復制是一種普遍存在的特殊有絲分裂過程,在該過程中,細胞核進行正常的DNA復制,但不進行細胞分裂。內(nèi)復制現(xiàn)象在真核生物中普遍存在,其對于植物生長發(fā)育有非常重要的生物學意義。本文為了系統(tǒng)的研究玉米中內(nèi)多倍化的時間、空間特異性,采用流式細胞儀檢測玉米從幼苗到成熟各個發(fā)育時期的不同組織器官的細胞倍性。同時檢測受到干旱脅迫的幼苗期玉米根系以及在來自于兩個雜種優(yōu)勢群的119個自交系幼根的內(nèi)多倍化水平。對自交系內(nèi)多倍化水平與各表型性狀做相關(guān)性分析以揭示其與農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)性。此外還對內(nèi)多倍化性狀(結(jié)果中用C值表示)與該自交系群體的SNPs進行全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS),以篩選與內(nèi)多倍化相關(guān)的顯著單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點和候選基因。主要得到以下結(jié)果:1.玉米中的內(nèi)多倍化具有時間和空間特異性。除葉片和雌花組織以外,幾乎所有組織器官在整個生長發(fā)育期都會發(fā)生內(nèi)多倍化。處于生長旺盛發(fā)育時期的器官往往有較高的倍性,一些木質(zhì)化程度較高的輸導組織也常具更多高倍性的核,內(nèi)多倍化程度可能與其功能有關(guān)。除葉片外,幾乎所有組織的內(nèi)多倍化程度都會隨著組織成熟而升高。根在其生長發(fā)育最旺盛的兩個時期(離乳期及大喇叭口期)內(nèi)多倍化程度最高。籽粒胚乳的內(nèi)多倍化程度最高,且授粉后20天胚乳中有最多種類型的細胞核。2.干旱脅迫對內(nèi)多倍化水平會產(chǎn)生顯著的影響。PEG模擬干旱脅迫實驗結(jié)果表明,脅迫時間和脅迫濃度對內(nèi)多倍化都有影響,且兩者之間存在協(xié)同效應(yīng)。3.多重比較的結(jié)果表明,7個亞群的C值之間無顯著差異,因此內(nèi)多倍化水平不受種質(zhì)群體結(jié)構(gòu)的影響。此外,幼苗內(nèi)多倍化水平與其苗長和根長之間存在較為顯著的相關(guān)性,與成熟期的各農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量之間無明顯相關(guān)性。4.根據(jù)全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)結(jié)果,與內(nèi)多倍化性狀相關(guān)的顯著SNPs共有9個,根據(jù)顯著位點共篩選得到8個與細胞周期調(diào)控和DNA復制有關(guān)的候選基因。它們與內(nèi)多倍化之間的關(guān)系還需要進一步探究。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S513
【圖文】：

倍化生物學意義化對于植物早期分化非常重要，可以為發(fā)育中的卵和胚胎提供所方面研究主要有：植物胚乳的內(nèi)多倍化、果蠅卵泡的內(nèi)多倍化、及胚滋養(yǎng)層細胞的內(nèi)多倍化(Schweizer et al. 1995)。在胚胎形成時間內(nèi)快速增加細胞的 DNA 含量，為高速新陳代謝活動所需的大翻譯模板。如果胚胎發(fā)育過程中內(nèi)復制發(fā)生紊亂，常常會導致葉片長出之前無法進行光合作用，為了使種子正常萌發(fā)，胚乳需A 含量才能積累大量的蛋白質(zhì)和淀粉，以提供必要養(yǎng)分，因此，成與細胞正常有絲分裂向內(nèi)復制的轉(zhuǎn)換有關(guān)(Schweizer et al. 199倍化主要的功能都是促進生物的生長發(fā)育、維持成熟細胞的某些防衛(wèi)功能。相關(guān)細胞中內(nèi)復制的紊亂常會導致器官表現(xiàn)失et al. 1995)。器官的生長一般是經(jīng)過細胞數(shù)目或體積的增加，或者圖 1-1 三種類型的內(nèi)多倍化Fig 1-1 3 types of endopolyploidy

190-200 及170-190，每一個樣品捕獲共1萬個粒子用于后續(xù)統(tǒng)計分析。流式直方圖的X軸使用對數(shù)形式，以保證所有的峰在有限橫坐標上都被囊括在內(nèi)（從列在附圖的所有流式直方圖中選取的四個典型直方圖在圖2-1中展示）。此外，利用畫門的方式在直方圖中排除雜質(zhì)信號使其更為直觀。獲得各樣品流式峰圖后用儀器自帶軟件分析各核型細胞粒子數(shù)，利用循環(huán)值（C值）表示內(nèi)復制程度，循環(huán)之計算方式如下：循環(huán)值（C值）=(n2c×0+n4c×1+n8c×2+n16C×3+...)/(n2c+n4C+n8C+n16c+...)（2-1）其中n2c, n4c, n8c...代表不同核型細胞的數(shù)量(Barow and Meister 2010)。2.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析根據(jù) 2.2.3 中計算所得的 C 值，取每個樣品 6 個重復的平均值和標準差作為其內(nèi)多圖 2-1 四個典型流式直方圖Fig 2-1 Four typical logarithmic histograms.(a)莖節(jié)，V6（拔節(jié)）期；(b)根，VT（抽雄）期；(c)雄花，R1（吐絲）期；d)胚乳

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本文編號：2729723