本文關(guān)鍵詞：玉米穗下節(jié)間長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)的組學(xué)分析

  更多相關(guān)文章： 玉米 穗下節(jié)間長(zhǎng) 雜種優(yōu)勢(shì) mi RNA分析 蛋白質(zhì)組分析

【摘要】：玉米是世界上成功利用雜種優(yōu)勢(shì)的農(nóng)作物,其株高和穗位高表現(xiàn)出較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì),被認(rèn)為是研究雜種優(yōu)勢(shì)的模式性狀,同時(shí)穗位高又與玉米抗倒伏能力密切相關(guān)。穗位高主要由穗下不同節(jié)間長(zhǎng)和伸長(zhǎng)節(jié)間數(shù)構(gòu)成,其中穗下不同節(jié)間長(zhǎng)表現(xiàn)出明顯不同的雜種優(yōu)勢(shì)。本研究以我國(guó)生產(chǎn)上常用的4個(gè)玉米優(yōu)良雜交種及其親本為材料,采用Solexa深測(cè)序和2-DE技術(shù),結(jié)合生物信息學(xué)分析的方法,對(duì)玉米穗位高相關(guān)的mi RNA及其靶基因和節(jié)間相關(guān)蛋白進(jìn)行了分析;并利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR對(duì)與穗位高相關(guān)的mi RNA和靶基因進(jìn)行了表達(dá)分析,目的在于揭示玉米穗下節(jié)間長(zhǎng)的雜種優(yōu)勢(shì)形成的遺傳機(jī)理,為抗倒伏玉米新品種的選育提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)論如下:1.對(duì)3個(gè)優(yōu)良玉米雜交種不同穗下節(jié)間長(zhǎng)的雜種優(yōu)勢(shì)分析可以看出,不同穗下節(jié)間長(zhǎng)的雜種優(yōu)勢(shì)存在顯著差異,穗下第7、8、9節(jié)間長(zhǎng)具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì),其中第9節(jié)間的雜種優(yōu)勢(shì)大于第8節(jié)間,第7節(jié)間的雜種優(yōu)勢(shì)最小。2.通過Solexa深測(cè)序,發(fā)現(xiàn)不同的mi RNA家族在浚單20的相對(duì)豐度存在顯著變異,在自交系浚9058中有超過10,000,000拷貝的mi R168,也有僅1個(gè)拷貝的mi R393b,這些差異表明不同mi RNA在同一組織的表達(dá)水平具有多樣性。mi RNA的表達(dá)模式主要為超低親表達(dá),其次為超高親表達(dá),說明mi RNA的超親表達(dá)模式可能與玉米穗下節(jié)間長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)的形成有關(guān)。用ps RNATarget軟件對(duì)99個(gè)保守的mi RNA序列進(jìn)行靶基因預(yù)測(cè),共預(yù)測(cè)到246個(gè)mi RNA靶基因,其中大部分靶基因的編碼產(chǎn)物為轉(zhuǎn)錄因子(101/246),其次是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子(28/246)和發(fā)育因子(27/246)。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)8個(gè)新的mi RNA,其靶基因最多的為轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子(7/52)和應(yīng)激反應(yīng)因子(7/52)。檢測(cè)靶基因的表達(dá)譜,發(fā)現(xiàn)許多靶基因顯示出與mi RNA相同的表達(dá)趨勢(shì),但有一些靶標(biāo),包括Tn1,T169a和T172a-d,未檢測(cè)到明確相反的表達(dá)模式。這些結(jié)果說明除了相應(yīng)的mi RNA,靶基因的表達(dá)可能還受其它因素的調(diào)節(jié)。3.通過對(duì)2-DE分析,發(fā)現(xiàn)大量差異蛋白的表達(dá)量接近中親值,暗示蛋白的中親表達(dá)模式可能與玉米株高雜種優(yōu)勢(shì)的形成有關(guān)。通過發(fā)現(xiàn)在三個(gè)雜交種中有4個(gè)蛋白點(diǎn)在雜交種中表達(dá)量為0,在親本之一或雙親中有較高表達(dá),說明這些基因的負(fù)調(diào)控可能與穗下節(jié)間長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)形成有關(guān)。對(duì)ESI/MS/MS質(zhì)譜鑒定得到的66個(gè)差異蛋白點(diǎn)的功能進(jìn)行注釋,發(fā)現(xiàn)與代謝有關(guān)的蛋白點(diǎn)最多,達(dá)到49個(gè),其次是與遺傳信息處理有關(guān)的蛋白為5個(gè)。差異蛋白參與的代謝途徑包括丙酮酸代謝、磷酸戊糖途徑、氨基酸的生物合成、次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成、蛋白質(zhì)的代謝、RNA的降解等代謝途徑。此外,檢測(cè)到7個(gè)蛋白(共計(jì)18個(gè)蛋白點(diǎn))具有2個(gè)及以上蛋白點(diǎn),說明這些蛋白存在翻譯后修飾,推測(cè)蛋白的翻譯后修飾,可能也參與玉米穗下節(jié)間伸長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)的形成。綜上所述玉米穗下節(jié)間長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)的形成是一個(gè)復(fù)雜的生長(zhǎng)發(fā)育過程,可能受多種代謝途徑的影響。在mi RNA水平上,由于雜交種中一些關(guān)鍵mi RNA表達(dá)量的降低,促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子的合成,進(jìn)而促進(jìn)功能基因的表達(dá),同時(shí)雜交種比自交系的代謝通路更為完善,從而表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：玉米 穗下節(jié)間長(zhǎng) 雜種優(yōu)勢(shì) mi RNA分析 蛋白質(zhì)組分析
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S513
【目錄】：

• 致謝4-8
• 摘要8-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-32
• 1.1 雜種優(yōu)勢(shì)研究進(jìn)展11-17
• 1.1.1 玉米株高雜種優(yōu)勢(shì)研究的重要性11
• 1.1.2 雜種優(yōu)勢(shì)遺傳機(jī)理研究進(jìn)展11-15
• 1.1.3 玉米抗倒伏相關(guān)性狀的研究進(jìn)展15
• 1.1.4 株高的研究進(jìn)展15-17
• 1.2 microRNA的研究進(jìn)展17-28
• 1.2.1 microRNA的概念17
• 1.2.2 miRNA的特點(diǎn)17-18
• 1.2.3 microRNA的生物合成過程18-19
• 1.2.4 microRNA介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控模式19-22
• 1.2.5 microRNA在植物發(fā)育過程中的研究進(jìn)展22-23
• 1.2.6 植物microRNA的研究方法23-27
• 1.2.6.1 確定新mi RNA的一般步驟23-24
• 1.2.6.2 高通量測(cè)序24-25
• 1.2.6.3 生物信息學(xué)在植物mi RNA研究中的應(yīng)用25-26
• 1.2.6.4 mi RNA定量檢測(cè)26-27
• 1.2.7 玉米microRNA的研究及其與雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系27-28
• 1.3 蛋白質(zhì)組學(xué)研究進(jìn)展28-32
• 1.3.1 蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)29-32
• 1.3.1.1 雙向電泳技術(shù)(li)29
• 1.3.1.2 質(zhì)譜分析29-30
• 1.3.1.3 蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的生物信息學(xué)(Bioinformatics)30
• 1.3.1.4 蛋白質(zhì)定量技術(shù)30-32
• 第二章 玉米穗下節(jié)間長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)的mi RNA調(diào)控機(jī)制研究32-84
• 2.1 試驗(yàn)材料與方法32-41
• 2.1.1 試驗(yàn)材料32
• 2.1.2 主要的儀器設(shè)備和耗材32
• 2.1.3 生化試劑32-33
• 2.1.4 常用溶液的配制33
• 2.1.5 使用的數(shù)據(jù)庫(kù)和在線工具33
• 2.1.6 玉米材料的處理33-34
• 2.1.7 取樣34
• 2.1.8 實(shí)驗(yàn)材料總RNA的提取34-36
• 2.1.8.1 實(shí)驗(yàn)用品的前處理34-35
• 2.1.8.2 試驗(yàn)樣品總RNA的提取35
• 2.1.8.3 RNA質(zhì)量檢測(cè)35-36
• 2.1.9 mi RNA測(cè)序與數(shù)據(jù)分析36-37
• 2.1.9.1 Solexa測(cè)序原理及流程36
• 2.1.9.2 數(shù)據(jù)分析36-37
• 2.1.10 mi RNA引物37
• 2.1.11 mi RNA靶基因的預(yù)測(cè)37-38
• 2.1.12 RNA純化與反轉(zhuǎn)錄38
• 2.1.13 c DNA第一鏈的合成38-40
• 2.1.14 引物特異性鑒定40
• 2.1.15 實(shí)時(shí)定量PCR對(duì)mi RNA和mi RNA候選靶基因進(jìn)行相對(duì)定量分析40-41
• 2.2 結(jié)果與分析41-80
• 2.2.1 玉米穗下不同節(jié)間長(zhǎng)的雜種優(yōu)勢(shì)分析41-43
• 2.2.2 總RNA的提取和質(zhì)量檢測(cè)43-44
• 2.2.3 在雜交種和其親本中檢測(cè)到的Micro RNA44-50
• 2.2.4 玉米穗下節(jié)間mi RNA的表達(dá)模式分析50
• 2.2.5 保守mi RNA靶基因的預(yù)測(cè)50-77
• 2.2.6 玉米穗下節(jié)間中新發(fā)現(xiàn)的mi RNA77-78
• 2.2.7 部分mi RNA及其靶基因的表達(dá)譜分析78-80
• 2.3 討論與結(jié)論80-84
• 2.3.1 高通量測(cè)序技術(shù)的可行性80-81
• 2.3.2 玉米雜種優(yōu)勢(shì)相關(guān)的mi RNA81-82
• 2.3.3 靶基因涉及的玉米穗下節(jié)間伸長(zhǎng)的代謝調(diào)控途徑82-84
• 第三章 玉米穗下節(jié)間雜種優(yōu)勢(shì)的蛋白質(zhì)組學(xué)分析84-111
• 3.1 試驗(yàn)材料與方法84-91
• 3.1.1 供試材料84
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器84
• 3.1.3 試劑和溶液配制84-86
• 3.1.3.1 試劑84
• 3.1.3.2 蛋白提取和電泳所需溶液配制84-86
• 3.1.3.3 聚丙烯酰胺凝膠電泳凝膠的配置86
• 3.1.4 實(shí)驗(yàn)方法86-91
• 3.1.4.1 試驗(yàn)材料的處理86
• 3.1.4.2 蛋白質(zhì)的提取86-87
• 3.1.4.3 蛋白質(zhì)樣品濃度測(cè)定87-88
• 3.1.4.4 第一向等電聚焦電泳88-89
• 3.1.4.5 第二向SDS-PAGE電泳89-90
• 3.1.4.6 凝膠染色90
• 3.1.4.7 凝膠圖像分析、蛋白質(zhì)點(diǎn)的膠內(nèi)酶解和串聯(lián)質(zhì)譜分析90-91
• 3.1.4.8 玉米蛋白質(zhì)的表達(dá)模式91
• 3.2 結(jié)果與分析91-105
• 3.2.1 差異蛋白的篩選91-92
• 3.2.2 差異蛋白點(diǎn)的的表達(dá)模式分析92-98
• 3.2.3 玉米雜交種及其親本第8節(jié)間差異蛋白的功能分析98-105
• 3.3 討論部分105-110
• 3.3.1 樣品的取用和方法的可行性105
• 3.3.2 代謝通路的完善是株高雜種優(yōu)勢(shì)形成的機(jī)理之一105-108
• 3.3.3 與激素誘導(dǎo)基因表達(dá)相關(guān)的差異蛋白108-109
• 3.3.4 具有特殊表達(dá)模式的蛋白點(diǎn)109-110
• 3.4 結(jié)論110-111
• 第四章 結(jié)論111-113
• 4.1 玉米穗下節(jié)間長(zhǎng)的雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)111
• 4.2 miRNA與節(jié)間伸長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系111
• 4.3 玉米穗下節(jié)間長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)的蛋白質(zhì)組學(xué)分析111-113
• ABSTRACT113-115
• 參考文獻(xiàn)115-132

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;遼原1號(hào)玉米[J];吉林農(nóng)業(yè);2000年07期

2 張義,許長(zhǎng)軍,馮萬忠,段喜山;墾鑒玉1號(hào)玉米制種技術(shù)[J];現(xiàn)代化農(nóng)業(yè);2000年06期

3 張振林;;夏貯冬賣嫩玉米保鮮技術(shù)[J];農(nóng)村.農(nóng)業(yè).農(nóng)民;2000年06期

4 ;嫩玉米穗保鮮貯藏[J];技術(shù)與市場(chǎng);2001年09期

5 丁躍林　,馬亞州　;玉米嫩穗保鮮技術(shù)[J];蔬菜;2001年03期

6 汪敬生;嫩玉米保鮮技術(shù)[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè);2001年11期

7 張路;鮮味果品巧保鮮[J];農(nóng)機(jī)具之友;2001年03期

8 王二強(qiáng);;嫩玉米穗常溫保鮮技術(shù)的操作方法[J];專業(yè)戶;2001年08期

9 王瑞林;;嫩玉米鮮貯 有利可圖[J];專業(yè)戶;2001年08期

10 王二強(qiáng);;嫩玉米保鮮劑配方及使用[J];專業(yè)戶;2001年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 張廷光;楊通虎;熊永琴;劉莉;何貞玉;楊昌銀;;玉米產(chǎn)量和效益與氮、鉀肥施用量之關(guān)系[A];貴州省土壤學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

2 張澤輝;;生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)玉米產(chǎn)量調(diào)節(jié)效應(yīng)的研究進(jìn)展[A];河南省植物保護(hù)研究進(jìn)展Ⅱ（下）[C];2007年

3 陳娟;葉建偉;陳根云;許大全;;N虧缺對(duì)灌漿期玉米葉片光合作用的影響[A];紀(jì)念殷宏章先生百年誕辰暨全國(guó)光合作用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要匯編[C];2008年

4 蘇秀俠;于秀芳;祁宏偉;;糖化玉米穗芯對(duì)肉牛增重效果的研究[A];第三屆全國(guó)飼料營(yíng)養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];1998年

5 王海景;王瑞;;玉米保護(hù)性耕作技術(shù)[A];面向未來的土壤科學(xué)（下冊(cè)）——中國(guó)土壤學(xué)會(huì)第十二次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2012年

6 孫紅闖;劉民;辛玉滿;;貴州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略——玉米種植生態(tài)環(huán)保機(jī)械化[A];第十五屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第24分會(huì)場(chǎng)：貴州發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)研討會(huì)論文集[C];2013年

7 范貴國(guó);周世龍;張莉;;種植綠肥對(duì)土壤理化性狀和玉米產(chǎn)量的影響[A];貴州省土壤學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

8 張海儒;劉志啟;張萬龍;管淑春;;“立稈放牧”是農(nóng)區(qū)發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖肉羊的有效途徑[A];2005中國(guó)羊業(yè)進(jìn)展——第二屆中國(guó)羊業(yè)發(fā)展大會(huì)會(huì)刊[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 齊海山 孫英威 任鵬飛;拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈 吉林“大苞米”變成“金豆子”[N];中國(guó)特產(chǎn)報(bào);2006年

2 趙煒;加強(qiáng)玉米穗粒期管理[N];瓜果蔬菜報(bào).農(nóng)業(yè)信息周刊;2007年

3 邢臺(tái)三幫種業(yè) 趙志強(qiáng);玉米新秀——三北蠡玉13號(hào)[N];河北科技報(bào);2007年

4 滄州市滄縣農(nóng)業(yè)局 張明軍;玉米不結(jié)粒的原因及對(duì)策[N];河北農(nóng)民報(bào);2007年

5 董踐真;尋找糧食浪費(fèi)的第一站[N];西部時(shí)報(bào);2006年

6 翟廣華邋張美芹;玉米怎么儲(chǔ)藏好[N];中國(guó)畜牧獸醫(yī)報(bào);2007年

7 河北省物價(jià)局 張清;今年種玉米收入高了[N];河北科技報(bào);2007年

8 鹿邑縣楊湖口鄉(xiāng) 秦洪舉;玉米種子的貯藏和防凍[N];周口日?qǐng)?bào);2007年

9 盛世;嫩玉米保鮮新法[N];遼源日?qǐng)?bào);2008年

10 通訊員 邱軍霞邋郜有利;玉米全株青貯助增收[N];焦作日?qǐng)?bào);2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 陳爭(zhēng)光;玉米秸稈皮穰分離機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)研究及機(jī)理分析[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

2 關(guān)東明;玉米穗庫(kù)發(fā)育同步性及其調(diào)控機(jī)理[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

3 田寶華;不同環(huán)境條件下玉米穗部和籽粒性狀的QTL定位及玉米穗行數(shù)主效QTL的驗(yàn)證[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

4 徐中平;低磷脅迫對(duì)玉米磷吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及IAA和CTK水平與分布的影響[D];山東大學(xué);2008年

5 呂愛枝;利用Z3HBILs進(jìn)行玉米產(chǎn)量性狀QTL鑒定及其互作研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

6 趙鵬;玉米穗下節(jié)間長(zhǎng)雜種優(yōu)勢(shì)的組學(xué)分析[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋偉;玉米穗粗的數(shù)量遺傳分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 譚登峰;玉米穗粒腐病抗性遺傳分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

3 任亞梅;鮮食玉米穗成熟特性及速凍工藝研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2002年

4 單瑞霞;玉米秸稈皮穰分離機(jī)喂料裝置的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

5 李宗新;不同施肥模式對(duì)玉米無公害生產(chǎn)的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

6 邢丹;氮磷水平對(duì)小麥玉米輪作體系產(chǎn)量和環(huán)境效應(yīng)的影響研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 馬二培;丁二酸浸種對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

8 彭濤濤;玉米水肥高效利用的土壤和生理過程研究[D];吉林大學(xué);2014年

9 王接弟;干旱對(duì)玉米光合生理及相關(guān)酶基因表達(dá)的影響[D];石河子大學(xué);2014年

10 王平安;基于RNA干擾的抗粗縮病轉(zhuǎn)基因玉米材料創(chuàng)制[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：701764