本文關(guān)鍵詞：兩個水稻黃綠葉基因的圖位克隆，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：實驗室在中恢8015經(jīng)60Co-γ輻射獲得的突變體材料庫中發(fā)現(xiàn)了兩個黃綠葉突變體w390和g160,本文對這兩個突變體進行了形態(tài)學鑒定、光合特性測定、圖位克隆等方面的研究,為進一步闡明水稻葉色的分子機理提供了基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:w390在全生育期均呈黃綠色;葉片中檢測不到葉綠素b的存在,葉綠素a和類胡蘿卜素的含量較野生型分別降低了50.6%和44.8%;透射電鏡結(jié)果顯示,突變體中類囊體數(shù)量明顯減少,基粒垛疊方向異常。農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果顯示,突變體的株高、單株有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和每穗實粒數(shù)較野生型分別降低了12.0%、22.3%、18.5%和27.6%。采用突變體與粳稻日本晴雜交構(gòu)建的F2群體進行遺傳分析,結(jié)果表明該突變性狀受一對隱性核基因控制(χ2=0.57χ20.05=3.84,P=0.4494)。利用該群體中的黃綠葉隱性單株將突變基因定位至水稻第10染色體上長臂約71.8-kb的基因組區(qū)域內(nèi)。序列比對發(fā)現(xiàn),位于該區(qū)域內(nèi)的Os CAO1在第8外顯子發(fā)生了2個單堿基突變,導致第394和396位的亮氨酸和甘氨酸分別突變?yōu)榻M氨酸和谷氨酸,說明w390是Os CAO1的一個新的功能喪失型等位突變體。利用實時熒光定量PCR檢測野生型和突變體中15個葉色相關(guān)基因的表達,結(jié)果顯示,僅類胡蘿卜素合成途徑關(guān)鍵基因Os CRTIS在野生型與突變體中存在臨界差異(P=0.0367),說明Os CAO1的突變并未在轉(zhuǎn)錄水平上改變?nèi)~色相關(guān)基因的表達。g160也是一個全生育期葉片均呈黃綠色的突變體。與野生型相比,突變體的總光合色素、葉綠素a和葉綠素b的含量分別降低了38.6%、44.7%和41.7%,而類胡蘿卜素未發(fā)生顯著變化。突變體的凈光合速率、最大量子產(chǎn)量、實際量子產(chǎn)量和相對電子傳遞率也分別比野生型降低了56.3%、37.7%、60.0%和55.5%。采用突變體與粳稻02428雜交構(gòu)建的F2群體進行遺傳分析,表明該突變性狀受一對隱性核基因控制(χ2=0.21χ20.05=3.84,P=0.5960)。利用該F2群體及其衍生的F3群體將突變基因定位至水稻第7染色體上長臂約121.5-kb的區(qū)域內(nèi)。該區(qū)域未見葉色相關(guān)基因的報道,所以該突變基因是一個控制水稻葉色的新基因,我們將其命名為g160。該區(qū)間共包含24個ORFs,序列對比發(fā)現(xiàn)突變體中基因ORF23的第五外顯子上存在一個8-bp的缺失,導致移碼突變,于是我們將其作為g160的候選基因。針對ORF23構(gòu)建了互補、過表達和干涉轉(zhuǎn)基因T0植株,為該基因的功能驗證提供基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：基因 黃綠葉 水稻 突變體 圖位克隆
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S511;Q943.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-18
• 1.1 水稻葉色突變體的來源和類型11
• 1.2 水稻葉色基因的克隆11-17
• 1.2.1 葉綠體分化基因的定位和克隆12-13
• 1.2.2 葉綠素合成和降解基因克隆13-16
• 1.2.3 其他葉色相關(guān)的基因16-17
• 1.3 本文的意義17-18
• 第二章 水稻黃綠葉基因w390的圖位克隆18-28
• 2.1 材料與方法18-20
• 2.1.1 水稻材料18
• 2.1.2 表型考察與農(nóng)藝性狀考察18
• 2.1.3 光和色素含量測定18
• 2.1.4 葉綠體電鏡觀察18-19
• 2.1.5 DNA提取19
• 2.1.6 群體構(gòu)建19
• 2.1.7 PCR反應(yīng)體系及程序19
• 2.1.8 瓊脂糖凝膠電泳19
• 2.1.9 候選基因分析19-20
• 2.1.10 三維結(jié)構(gòu)預測20
• 2.1.11 RNA提取20
• 2.1.12 cDNA反轉(zhuǎn)錄20
• 2.1.13 實時熒光定量PCR20
• 2.2 結(jié)果與分析20-26
• 2.2.1 突變體的生理特征和主要農(nóng)藝性狀20-22
• 2.2.2 電鏡觀察22-23
• 2.2.3 突變體基因的圖位克隆23
• 2.2.4 基因預測23-24
• 2.2.5 野生型和突變體CAO1蛋白的三維結(jié)構(gòu)預測24-25
• 2.2.6 葉色相關(guān)基因的表達分析25-26
• 2.3 討論26-28
• 第三章 一個水稻新黃綠葉突變體基因g160的圖位克隆28-35
• 3.1 材料與方法28-30
• 3.1.1 水稻材料28
• 3.1.2 表型考察28
• 3.1.3 光和色素含量測定28
• 3.1.4 光合速率測定28
• 3.1.5 葉綠素熒光測定28-29
• 3.1.6 葉綠體電鏡觀察29
• 3.1.7 群體構(gòu)建與基因定位29
• 3.1.8 候選基因分析及序列比對29
• 3.1.9 RNA提取和反轉(zhuǎn)錄29-30
• 3.1.10 目的片段和載體連接30
• 3.1.11 載體構(gòu)建30
• 3.2 結(jié)果與分析30-34
• 3.2.1 表型與光合色素含量30-31
• 3.2.2 光合作用特性指標測定31-32
• 3.2.3 突變基因的定位32
• 3.2.4 候選基因分析32-33
• 3.2.5 獲得轉(zhuǎn)基因T0植株33-34
• 3.3 討論34-35
• 第四章 結(jié)論35-36
• 4.1. w390是OsCAO1的一個新等位基因35
• 4.2. g160是一個控制水稻葉色的新基因35-36
• 參考文獻36-41
• 致謝41-42
• 作者簡歷42

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李濤;轉(zhuǎn)綠型葉色標記技術(shù)檢測雜交稻種子純度[J];中國稻米;2003年06期

2 張程;鄭君;錢鳳芹;馬匯泉;謝先芝;;一個水稻串聯(lián)鋅指蛋白OsDOS基因的表達模式分析[J];山東農(nóng)業(yè)科學;2012年06期

3 陶俊,張上隆,徐昌杰,安新民,張良誠;類胡蘿卜素合成的相關(guān)基因及其基因工程[J];生物工程學報;2002年03期

4 林鈺瓊,劉松,傅亞萍,于永紅,胡國成,斯華敏,孫宗修;T-DNA插入水稻突變體庫的葉綠素和凈光合速率變化[J];中國水稻科學;2003年04期

5 龔紅兵,陳亮明,刁立平,盛生蘭,林添資,楊圖南,張榮銑,曹樹青,翟虎渠,戴新賓,陸巍,許曉明;水稻葉綠素b減少突變體的遺傳分析及其相關(guān)特性[J];中國農(nóng)業(yè)科學;2001年06期

6 楊海蓮;劉敏;郭e

本文編號：299291