被子植物的雌蕊包括柱頭、花柱和子房,柱頭接受花粉并引導(dǎo)花粉管的生長,花柱是花粉管生長的通道,子房包裹著胚囊即雌配子體,胚囊由一個(gè)卵細(xì)胞、兩個(gè)助細(xì)胞、一個(gè)含兩個(gè)極核的中央細(xì)胞、三個(gè)或三個(gè)以上的反足細(xì)胞組成,是受精作用的場所�；ǚ圻M(jìn)入助細(xì)胞后,釋放兩個(gè)精細(xì)胞,一個(gè)精細(xì)胞與卵細(xì)胞融合形成合子,進(jìn)而發(fā)育成胚胎;另一個(gè)與中央細(xì)胞融合形成受精極核,進(jìn)而發(fā)育成胚乳。因此,被子植物雙受精的完成離不開柱頭、花柱和胚囊。在擬南芥中,人們通過組織特異表達(dá)基因的篩選、雌蕊缺陷突變體的鑒定和研究,對(duì)雌蕊發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制有了深入的了解。類似的研究也在玉米中開始進(jìn)行,研究者們發(fā)現(xiàn)多個(gè)雌配子體特異表達(dá)的基因在雌配子體發(fā)育和雙受精過程中發(fā)揮重要的作用。然而,水稻是世界上最重要的糧食作物之一,雌蕊僅包含柱頭和子房,與雌蕊相關(guān)研究非常少,雌蕊發(fā)育與雙受精過程的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)依然未知。因此,我們利用轉(zhuǎn)錄組測序、子房染色透明、圖位克隆、定量PCR和原位雜交等技術(shù)對(duì)突變體dst（defective stigma）進(jìn)行了研究,獲得了以下結(jié)果:1、利用轉(zhuǎn)錄組技術(shù)比較水稻野生型子房和柱頭中的基因表達(dá)水平,鑒定了3531個(gè)雌蕊柱頭優(yōu)勢表... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：178 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮寫詞
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 水稻花穗發(fā)育的研究進(jìn)展
        1.1.1 水稻花穗的發(fā)育過程
        1.1.2 水稻花穗發(fā)育的調(diào)控
    1.2 禾本科雌蕊發(fā)育的研究進(jìn)展
        1.2.1 水稻雌蕊發(fā)育過程
        1.2.2 禾本科雌蕊基因調(diào)控的研究進(jìn)展
    1.3 擬南芥雌蕊的研究進(jìn)展
        1.3.1 雌蕊原基的決定及心皮的發(fā)育
        1.3.2 胚珠的發(fā)育
    1.4 柱頭與花粉的相互作用
        1.4.1 花粉的水合與萌發(fā)
        1.4.2 花粉管的生長
    1.5 植物基因功能的研究方法
        1.5.1 基因表達(dá)分析技術(shù)
        1.5.2 基因敲除技術(shù)
        1.5.3 基因沉默技術(shù)
        1.5.4 圖位克隆(Map-based Cloning)技術(shù)
    1.6 本研究的目的與意義
第二章 水稻柱頭/胚囊優(yōu)勢或特異表達(dá)基因
    2.1 前言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 材料的種植
        2.2.2 引物
        2.2.3 子房透明與觀察
        2.2.4 RNA提取與測序
        2.2.5 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的處理
        2.2.6 差異表達(dá)分析
        2.2.7 基因表達(dá)熱圖的分析
        2.2.8 基因的進(jìn)化分析
        2.2.9 定量與半定量PCR
        2.2.10 原位雜交
        2.2.11 新蛋白編碼基因的預(yù)測
    2.3 結(jié)果
        2.3.1 鑒定雌蕊中柱頭/胚囊優(yōu)勢或特異表達(dá)基因的方法
        2.3.2 測序數(shù)據(jù)的整體分析
        2.3.3 雌蕊中柱頭和子房優(yōu)勢表達(dá)基因的鑒定與分析
        2.3.4 柱頭和子房特異表達(dá)基因的鑒定與分析
        2.3.5 胚囊優(yōu)勢或特異表達(dá)基因的鑒定與分析
        2.3.6 胚囊優(yōu)勢或特異表達(dá)基因的表達(dá)分析
        2.3.7 擬南芥胚囊特異表達(dá)的功能基因在水稻中同源基因的表達(dá)分析
        2.3.8 定量驗(yàn)證
        2.3.9 原位雜交
        2.3.10 新的蛋白編碼基因
    2.4 討論
        2.4.1 水稻柱頭可能主要通過分泌活動(dòng)及細(xì)胞膜發(fā)揮功能
        2.4.2 水稻與擬南芥胚囊中表達(dá)基因存在相似性與差異性
        2.4.3 轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)是一種鑒定水稻新基因的有效方法
第三章 水稻突變體dst的圖位克隆
    3.1 前言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 材料的種植
        3.2.2 引物
        3.2.3 突變體dst與9311和ZH11的雜交
        3.2.4 基因組提取
        3.2.5 SSR分子標(biāo)記的篩選與分析
        3.2.6 基因組重測序
        3.2.7 基因組重測序數(shù)據(jù)分析
        3.2.8 位點(diǎn)特異性PCR (Allele-Specific PCR,AS-PCR)
    3.3 結(jié)果
        3.3.1 突變類型的確認(rèn)與分離比統(tǒng)計(jì)
        3.3.2 作圖群體構(gòu)建與SSR標(biāo)記的篩選
        3.3.3 SSR標(biāo)記分析結(jié)果顯示突變位點(diǎn)位于第2號(hào)染色體
        3.3.4 基因組重測序確認(rèn)初定位結(jié)果
        3.3.5 通過SNP標(biāo)記精確定位突變位點(diǎn)
    3.4 討論
第四章 水稻突變體dst的表型分析
    4.1 前言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 材料的種植
        4.2.2 雌蕊透明與觀察
        4.2.3 冰凍掃描電鏡觀察
        4.2.4 I2-KI染色
        4.2.5 FDA (Fluorescein diacetate)染色
    4.3 結(jié)果
        4.3.1 突變體dst的分蘗數(shù)較少
        4.3.2 突變體dst的花穗發(fā)育異常
        4.3.3 突變體dst雌蕊發(fā)育異常
        4.3.4 突變體dst柱頭的形成和大孢子母細(xì)胞的發(fā)生受到抑制
    4.4 討論
第五章 總討論
    5.1 水稻胚囊優(yōu)勢或特異表達(dá)基因的鑒定為胚囊的研究奠定了基礎(chǔ)
    5.2 圖位克隆與高通量測序技術(shù)的結(jié)合可以更有效的克隆水稻雌配子體發(fā)育相關(guān)基因
    5.3 DST可能參與原基的起始與發(fā)育
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]GAMETOPHYTIC FACTOR 1,Involved in Pre-mRNA Splicing,Is Essential for Megagametogenesis and Embryogenesis in Arabidopsis[J]. Man Liu1,2,Li Yuan1,2,Nai-You Liu1,2,Dong-Qiao Shi1,Jie Liu1 and Wei-Cai Yang1(1Key Laboratory of Molecular and Developmental Biology,National Center for Plant Gene Research,Institute of Genetics and Developmental Biology,the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China;2Graduate University,the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China).  Journal of Integrative Plant Biology. 2009(03)
[2]Abnormalities Occurring during Female Gametophyte Development Result in the Diversity of Abnormal Embryo Sacs and Leads to Abnormal Fertilization in indica/japonica Hybrids in Rice[J]. Yu-Xiang Zeng,Chao-Yue Hu,Yong-Gen Lu,Jin-Quan Li and Xiang-Dong Liu(Guangdong Provincial Key Laboratory of Plant Molecular Breeding,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China).  Journal of Integrative Plant Biology. 2009(01)
[3]水稻基因的圖位克隆技術(shù)[J]. 吳自明.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(34)
[4]中國水稻科技發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 程式華,胡培松.  中國水稻科學(xué). 2008(03)
[5]基因敲除技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李樊,劉義,何鋼.  生物技術(shù)通報(bào). 2008(02)
[6]基因敲除技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 王又紅.  國外醫(yī)學(xué)(寄生蟲病分冊(cè)). 1999(05)



本文編號(hào)：3204771