水稻抽穗期QTL-qHD5的圖位克隆及功能分析
發(fā)布時(shí)間:2023-03-10 16:02
抽穗期是決定植物季節(jié)適應(yīng)性和地區(qū)適應(yīng)性,同時(shí)對(duì)產(chǎn)量性狀有著重要影響的農(nóng)藝性狀。本文鑒定了一個(gè)在長(zhǎng)日照和短日照條件下均對(duì)抽穗期有影響的主效數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)qHD5,首先我們利用圖位克隆的方法找到候選基因,并利用CRISPR/Cas9技術(shù)和互補(bǔ)轉(zhuǎn)基因技術(shù)成功驗(yàn)證基因功能,同時(shí)對(duì)基因功能進(jìn)行了分析,主要研究結(jié)果如下:1、qHD5的精細(xì)定位實(shí)驗(yàn)室前期利用一個(gè)來(lái)源于BigGrain1(BG1)和XiaoLiJing(XLJ)雜交獲得的重組自交系群體RILs多年多點(diǎn)連續(xù)穩(wěn)定檢測(cè)到一個(gè)控制抽穗期的主效QTL,并將其命名為qHD5。為了進(jìn)一步研究qHD5對(duì)抽穗期的遺傳效應(yīng),本研究分離了一個(gè)以XLJ為背景,包含qHD5的BG1插入片段的近等基因系(NIL)。在杭州自然長(zhǎng)日照條件和海南自然短日照條件下,NIL(BG1)至少比NIL(XLJ)早抽穗10天。遺傳分析表明qHD5是一個(gè)共顯性單孟德?tīng)栆蜃涌刂频?在初定位的基礎(chǔ)上,利用2200極端早抽穗個(gè)體和新開(kāi)發(fā)的InDel引物,將qHD5精細(xì)定位到52.59kb范圍內(nèi)。在這52.59kb范圍內(nèi)有5個(gè)預(yù)測(cè)的開(kāi)放閱讀框(ORFs),其中ORF5(LOC
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 引言
1.1 水稻中抽穗期QTL/基因克隆
1.1.1 水稻中抽穗期QTL克隆
1.1.2 水稻中抽穗期基因克隆
1.2 水稻抽穗期調(diào)控通路
1.2.1 成花素基因
1.2.2 OsGI-Hd1-Hd3a通路
1.2.3 Ghd7-Ehd1通路
1.2.4 OsGI-Hd1-Hd3a和Ghd7-Ehd1互作通路
1.2.5 獨(dú)立于OsGI-Hd1-Hd3a和Ghd7-Ehd1的其他通路
1.2.6 染色質(zhì)修飾調(diào)控水稻抽穗期
1.3 水稻抽穗期QTL/基因的一因多效性
1.4 AP2亞族轉(zhuǎn)錄因子基因?qū)Τ樗肫诘挠绊?br> 1.5 本研究的目的與意義
第二章 qHD5的精細(xì)定位
2.1 材料和方法
2.1.1 高世代分離群體構(gòu)建和NIL的分離
2.1.2 田間栽培
2.1.3 人工控制條件下栽培
2.1.4 性狀考察
2.1.5 DNA提取及PCR
2.1.6 植物RNA提取
2.1.7 cDNA反轉(zhuǎn)錄
2.1.8 分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)
2.1.9 候選基因預(yù)測(cè)與測(cè)序分析
2.1.10 主要物種中同源基因進(jìn)化分析
2.1.11 數(shù)據(jù)分析
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 抽穗期QTL分析和NIL的分離
2.2.2 NILs表型描述
2.2.3 qHD5的精細(xì)定位
2.2.4 候選基因預(yù)測(cè)
2.2.5 不同物種中同源基因進(jìn)化分析
2.3 討論
2.3.1 qHD5是一個(gè)新的抽穗期基因
第三章 qHD5的克隆及功能分析
3.1 材料與方法
3.1.1 材料種植
3.1.2 性狀考察
3.1.3 載體構(gòu)建
3.1.3.1 質(zhì)粒提取
3.1.3.2 質(zhì)粒酶切
3.1.3.3 片段擴(kuò)增
3.1.3.4 重組目的片段與載體
3.1.4 植物轉(zhuǎn)化
3.1.5 亞細(xì)胞定位
3.1.5.1 GFP載體構(gòu)建
3.1.5.2 水稻植株種植
3.1.5.3 所需溶液配制
3.1.5.4 原生質(zhì)體分離
3.1.5.5 轉(zhuǎn)化培養(yǎng)及觀察
3.1.6 轉(zhuǎn)錄自激活活性分析
3.1.6.1 轉(zhuǎn)錄自激活載體構(gòu)建
3.1.6.2 酵母感受態(tài)制備及轉(zhuǎn)化
3.1.6.3 活性分析
3.1.7 表達(dá)模式分析材料的種植及取樣
3.1.8 轉(zhuǎn)錄組取樣及數(shù)據(jù)分析
3.1.9 基因保守性分析
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 qHD5基因功能驗(yàn)證
3.2.2 qHD5定位在細(xì)胞核
3.2.3 qHD5具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)錄自激活活性
3.2.4 qHD5表達(dá)模式分析
3.2.5 其他抽穗期基因的表達(dá)
3.2.6 qHD5不受環(huán)境影響
3.2.7 qHD5影響產(chǎn)量性狀
3.2.8 qHD5保守性分析
3.3 討論
3.3.1 qHD5BG1和qHD5XLJ等位基因均有功能
3.3.2 qHD5參與Ehd1通路調(diào)控抽穗期
3.3.3 qHD5育種價(jià)值評(píng)估
第四章 全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷
本文編號(hào):3758384
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 引言
1.1 水稻中抽穗期QTL/基因克隆
1.1.1 水稻中抽穗期QTL克隆
1.1.2 水稻中抽穗期基因克隆
1.2 水稻抽穗期調(diào)控通路
1.2.1 成花素基因
1.2.2 OsGI-Hd1-Hd3a通路
1.2.3 Ghd7-Ehd1通路
1.2.4 OsGI-Hd1-Hd3a和Ghd7-Ehd1互作通路
1.2.5 獨(dú)立于OsGI-Hd1-Hd3a和Ghd7-Ehd1的其他通路
1.2.6 染色質(zhì)修飾調(diào)控水稻抽穗期
1.3 水稻抽穗期QTL/基因的一因多效性
1.4 AP2亞族轉(zhuǎn)錄因子基因?qū)Τ樗肫诘挠绊?br> 1.5 本研究的目的與意義
第二章 qHD5的精細(xì)定位
2.1 材料和方法
2.1.1 高世代分離群體構(gòu)建和NIL的分離
2.1.2 田間栽培
2.1.3 人工控制條件下栽培
2.1.4 性狀考察
2.1.5 DNA提取及PCR
2.1.6 植物RNA提取
2.1.7 cDNA反轉(zhuǎn)錄
2.1.8 分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)
2.1.9 候選基因預(yù)測(cè)與測(cè)序分析
2.1.10 主要物種中同源基因進(jìn)化分析
2.1.11 數(shù)據(jù)分析
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 抽穗期QTL分析和NIL的分離
2.2.2 NILs表型描述
2.2.3 qHD5的精細(xì)定位
2.2.4 候選基因預(yù)測(cè)
2.2.5 不同物種中同源基因進(jìn)化分析
2.3 討論
2.3.1 qHD5是一個(gè)新的抽穗期基因
第三章 qHD5的克隆及功能分析
3.1 材料與方法
3.1.1 材料種植
3.1.2 性狀考察
3.1.3 載體構(gòu)建
3.1.3.1 質(zhì)粒提取
3.1.3.2 質(zhì)粒酶切
3.1.3.3 片段擴(kuò)增
3.1.3.4 重組目的片段與載體
3.1.4 植物轉(zhuǎn)化
3.1.5 亞細(xì)胞定位
3.1.5.1 GFP載體構(gòu)建
3.1.5.2 水稻植株種植
3.1.5.3 所需溶液配制
3.1.5.4 原生質(zhì)體分離
3.1.5.5 轉(zhuǎn)化培養(yǎng)及觀察
3.1.6 轉(zhuǎn)錄自激活活性分析
3.1.6.1 轉(zhuǎn)錄自激活載體構(gòu)建
3.1.6.2 酵母感受態(tài)制備及轉(zhuǎn)化
3.1.6.3 活性分析
3.1.7 表達(dá)模式分析材料的種植及取樣
3.1.8 轉(zhuǎn)錄組取樣及數(shù)據(jù)分析
3.1.9 基因保守性分析
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 qHD5基因功能驗(yàn)證
3.2.2 qHD5定位在細(xì)胞核
3.2.3 qHD5具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)錄自激活活性
3.2.4 qHD5表達(dá)模式分析
3.2.5 其他抽穗期基因的表達(dá)
3.2.6 qHD5不受環(huán)境影響
3.2.7 qHD5影響產(chǎn)量性狀
3.2.8 qHD5保守性分析
3.3 討論
3.3.1 qHD5BG1和qHD5XLJ等位基因均有功能
3.3.2 qHD5參與Ehd1通路調(diào)控抽穗期
3.3.3 qHD5育種價(jià)值評(píng)估
第四章 全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷
本文編號(hào):3758384
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