本文關鍵詞：一份水稻葉尖枯萎突變體xynln的表型分析和基因定位，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：葉片是植物重要的營養(yǎng)器官之一,是植物進行光合作用與蒸騰的重要場所,直接關系到植物的生長發(fā)育。葉片容易受到內部相關基因與外部環(huán)境因素的影響,導致葉片早衰。對于作物而言,如果葉片組織提前衰老將直接影響到其最終的作物產量。水稻作為世界上最主要的糧食作物,其產量直接影響到了世界糧食安全與穩(wěn)定,因此對于水稻葉片衰老的研究具有重大意義。隨著水稻基因組測序的完成,其基礎研究領域得以發(fā)展,越來越多的人通過構建水稻突變體的方式來研究水稻基因對性狀的作用。本文報道了一個突變體xynln,是R498經過人工EMS誘變而來的。通過表型鑒定、遺傳分析、基因定位、基因功能預測等方而的研究,主要研究結果歸納如下：突變體從分蘗期開始出現(xiàn)葉尖枯萎并一直保持到成熟期,植株高度顯著變矮、莖千顯著變細變短,葉片顯著變細；千粒重、結實率、穗粒數(shù)和穗長均有顯著降低；光合速率測試發(fā)現(xiàn)突變體xynln相比野生型在光合速率、蒸騰系數(shù)、氣孔導度上都有不同程度下降。遺傳分析發(fā)現(xiàn)突變性狀由隱性單基因控制。通過圖位克隆方法,利用InDel標記F98與F99將突變基因定位于第3號染色體上48Kb的區(qū)間內,共有8個候選基因。通過基因序列分析發(fā)現(xiàn)在LOC Os03g47010外顯子上第340堿基由G突變?yōu)锳,與突變性狀共分離,命名為xynln。通過另外一個性狀相似的突變體xynln-1對該突變體內LOC_Os03g47010基因序列進行測序后發(fā)現(xiàn)了xynln-1在該基因內部也發(fā)生了單堿基突變,突變位點為第80個堿基上由C變?yōu)門。xynln和xynln-1的突變位點均位于該基因同一保守蛋白結構域內,這從側面證明了候選基因的正確性。XYNLN的預測功能為糖基水解酶家族10,為木聚糖內切酶,對植物體內木聚糖起降解與修飾的作用。木聚糖是植物細胞壁中半纖維素的重要組成物質之一,同時也參與了植物生長發(fā)育和對環(huán)境應答反應的多重信號轉導過程,在植物生命活動中起著重要的作用。對于XYNLN的研究將有助于深入了解植物早衰的調控機制與分子機理,也有利于解析糖基水解酶在植物早衰方面起到重要作用。
【關鍵詞】：水稻 葉尖枯萎 糖基水解酶 木聚糖 基因定位
【學位授予單位】：四川農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S511
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 1. 文獻綜述8-15
• 1.1 植物的葉片衰老8-10
• 1.1.1 植物葉片衰老概念8
• 1.1.2 植物葉片衰老機理8
• 1.1.3 植物葉片衰老影響因子8-10
• 1.1.3.1 植物內源激素8-9
• 1.1.3.2 營養(yǎng)元素9
• 1.1.3.3 外界環(huán)境9-10
• 1.1.3.4 植物葉片衰老遺傳因子10
• 1.1.4 植物葉片衰老對產量影響10
• 1.2 葉尖枯萎型早衰10-11
• 1.2.1 葉尖枯萎型早衰概念10-11
• 1.2.2 導致植物葉尖枯萎型的因素11
• 1.2.3 葉尖枯萎型早衰的研究進展11
• 1.3 植物葉尖枯萎與糖基水解酶家族10之間的關系11-13
• 1.3.1 糖基水解酶分類11-12
• 1.3.2 糖基水解酶家族10的生理生化作用12
• 1.3.3 糖基水解酶家族10對植物葉片的影響12-13
• 1.3.4 糖基水解酶家族10相關基因研究進展13
• 1.4 研究目的、意義與立項依據(jù)13-15
• 1.4.1 新基因的發(fā)現(xiàn)和應用可以保障糧食安全13
• 1.4.2 探明糖基水解酶的機制為分子育種提供基因資源13
• 1.4.3 研究糖基水解酶家族10為木聚糖在基礎研究和應用上提供依據(jù)13-14
• 1.4.4 未來生物能源14-15
• 2. 試驗材料與方法15-27
• 2.1. 試驗材料15-16
• 2.1.1. 供試水稻材料15
• 2.1.2. 主要儀器設備15-16
• 2.1.3. 主要試劑16
• 2.1.4. 培養(yǎng)基成分16
• 2.2. 試驗方法16-27
• 2.2.1. 表型觀察16-17
• 2.2.1.1. 農藝性狀的調查方法16-17
• 2.2.1.2. 葉、莖、根的觀察17
• 2.2.1.3. 光合速率等測定17
• 2.2.1.4. 花粉育性觀察17
• 2.2.2. 突變體的遺傳分析與基因定位17-20
• 2.2.2.1. 遺傳分析與構建F_2作圖群體17-18
• 2.2.2.2. DNA提取18-19
• 2.2.2.3. 基因定位的分子標記選取19-20
• 2.2.3. 定位區(qū)間內候選基因的克隆20-26
• 2.2.3.1. 水稻RNA的提取20-21
• 2.2.3.2. cDNA第一鏈的合成21-22
• 2.2.3.3. 候選基因片段擴增22-23
• 2.2.3.4. PCR產物的純化和回收23
• 2.2.3.5. 候選基因片段與克隆載體的連接23-24
• 2.2.3.6. 大腸桿菌感受態(tài)的制備24-25
• 2.2.3.7. 陽性克隆的篩選和鑒定25
• 2.2.3.8 質粒的提取質粒的提取(參照TIANGEN產品說明書)25-26
• 2.2.4. DNA測序及核苷酸序列分析26-27
• 3. 結果與分析27-38
• 3.1. 突變體xynln與野生型蜀恢498的農藝性狀比較分析27-29
• 3.2. 突變體xynln與野生型R498的光合數(shù)據(jù)比較與分析29-30
• 3.3. 根、莖、葉的表型分析30
• 3.4. 遺傳分析30-31
• 3.5. xynln的基因初定位31-32
• 3.6. xynln的基因精細定位32-33
• 3.7. 突變體候選基因的分析33-35
• 3.8. 突變體候選基因的測序35-36
• 3.9. xynln等位基因發(fā)現(xiàn)36-38
• 4. 討論38-41
• 4.1. 突變體xynln預測基因LOC_Os03g47010的驗證38
• 4.2. XYNLN可能影響水稻生長發(fā)育并導致產量下滑38-39
• 4.3. XYNLN可能改變植物細胞壁結構導致葉尖枯萎39
• 4.4. XYNLN可能影響植物作為第二代生物能源的材料生產效率39-40
• 4.5. XYNLN預測基因蛋白結構中兩個碳水化合物結合域功能差異40-41
• 5. 參考文獻41-47
• 6. 致謝47

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