本文關(guān)鍵詞：一份水稻類(lèi)病變突變體a344的遺傳分析及基因定位，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：植物類(lèi)病變(lesion resembling disease, LRD)是指植物在沒(méi)有受到任何明顯逆境脅迫、物理?yè)p傷或病原物侵害的情況下,自發(fā)地形成類(lèi)似于某種病原物侵染后產(chǎn)生的壞死斑的現(xiàn)象。大量的研究表明,類(lèi)病變突變體是研究植物PCD途徑以及植物抗病反應(yīng)機(jī)制的有力工具。植物類(lèi)病變突變體的鑒定以及類(lèi)病變基因的克隆及功能分析將為解析植物PCD的調(diào)控途徑或植物抗病反應(yīng)機(jī)制提供重要的理論依據(jù)。目前,水稻中已報(bào)道了近200份類(lèi)病變突變體,其中大多數(shù)突變體的類(lèi)病變性狀是受單隱性核基因控制的,少數(shù)的則由單顯性核基因或雙隱性核基因控制。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前已被定位的類(lèi)病變相關(guān)基因有76個(gè),已被克隆的有18個(gè)。本研究以一個(gè)從蜀恢498(R498)的EMS誘變突變體庫(kù)中篩選出的水稻類(lèi)病變突變體a344為實(shí)驗(yàn)材料。主要研究結(jié)果如下：1、a344的顯著特征是：從分蘗初期開(kāi)始,突變體的老葉由葉鞘往葉尖、新葉由葉尖向葉基部逐漸擴(kuò)散產(chǎn)生紅褐色的斑點(diǎn),隨著植株的生長(zhǎng)發(fā)育,褐斑的形成逐漸加劇且顏色變深,最終覆蓋植株的整個(gè)地上部分。2、農(nóng)藝性狀考察及考種數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：相較于野生型R498,突變體a344的株高顯著降低,穗長(zhǎng)顯著變短,一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)顯著減少,粒長(zhǎng)、粒寬、千粒重、結(jié)實(shí)率均表現(xiàn)出顯著的降低。3、植株葉片的臺(tái)盼藍(lán)染色與DAB染色結(jié)果表明突變體a344類(lèi)病斑的產(chǎn)生與植物PCD以及H202的沉積有關(guān)；葉片的遮光處理發(fā)現(xiàn),突變體a344類(lèi)病斑的形成受自然光誘導(dǎo)。4、植株各時(shí)期的光合色素含量測(cè)定結(jié)果顯示,自從分蘗期突變體a344出現(xiàn)類(lèi)病斑后,其葉片中各種光合色素含量相較于野生型R498都極顯著下降。并且,a344在齊穗期的光合速率也極顯著的低于R498。5、通過(guò)田間接種白葉枯病強(qiáng)致病生理小種PX099發(fā)現(xiàn)突變體a344相較于野生型R498其白葉枯病抗性得到了明顯的提高；而在苗期接種對(duì)于R498表現(xiàn)為非親和性的稻瘟病生理小種,a344卻表現(xiàn)出對(duì)其中兩個(gè)生理小種DJ089-1和D7感病。其抗性機(jī)理還有待進(jìn)一步的研究。6、透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn),a344葉肉細(xì)胞中葉綠體的形態(tài)較為不規(guī)則,部分葉綠體內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分模糊,淀粉粒減少,并出現(xiàn)大量的嗜鋨顆粒,由此說(shuō)明a344的突變導(dǎo)致其葉肉細(xì)胞的葉綠體發(fā)育異常。7、遺傳分析表明突變體a344的表型受單隱性核基因控制的。利用圖位克隆法將a344基因初定位到4號(hào)染色體的長(zhǎng)臂端,與兩個(gè)SSR標(biāo)記RM5478與RM1112緊密連鎖,遺傳距離分別為1.5cM與1.3cM；利用Indel標(biāo)記將a344最終定位在46kb的區(qū)段內(nèi),該區(qū)段預(yù)測(cè)有7個(gè)開(kāi)放閱讀框(ORFs)。目前,該區(qū)域未有已被克隆的類(lèi)病變基因,因此推測(cè)a344很可能是一個(gè)新的水稻類(lèi)病變基因。8、基因序列比對(duì)結(jié)果顯示：突變體在定位區(qū)間內(nèi)的一個(gè)候選基因LOC_Os04g56480的第五個(gè)外顯子上發(fā)生了一個(gè)堿基的替換(G-T),導(dǎo)致其編碼蛋白的一個(gè)氨基酸發(fā)生了改變(W-L)。共分離檢測(cè)結(jié)果顯示該突變位點(diǎn)與突變體類(lèi)病變表型是共分離的,因此,推測(cè)該突變位點(diǎn)很可能是導(dǎo)致突變體產(chǎn)出類(lèi)病變表型的原因。突變體a344的表型鑒定與基因的精細(xì)定位將為下一步目的基因的克隆,基因功能解析以及類(lèi)病變形成機(jī)制的研究提供有力的證據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水稻 類(lèi)病變 性狀鑒定 遺傳分析 基因定位
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S435.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-24
• 1.1 植物類(lèi)病變的研究進(jìn)展10-13
• 1.1.1 植物類(lèi)病變的概念、特點(diǎn)與分類(lèi)10-11
• 1.1.2 植物類(lèi)病變的發(fā)生機(jī)制11-12
• 1.1.3 影響植物類(lèi)病變形成的環(huán)境因素12-13
• 1.2 水稻類(lèi)病變的研究進(jìn)展13-23
• 1.2.1 水稻類(lèi)病變突變體的來(lái)源及命名13-14
• 1.2.2 水稻類(lèi)病變突變體的遺傳模式及基因定位情況14-17
• 1.2.3 水稻類(lèi)病變基因的克隆及功能分析17-23
• 1.3 本研究的目的及意義23-24
• 第二章 材料與方法24-37
• 2.1 材料24-26
• 2.1.1 水稻材料24
• 2.1.2 菌株材料24
• 2.1.3 主要試劑24-25
• 2.1.4 主要儀器設(shè)備25
• 2.1.5 培養(yǎng)基成分25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法26-37
• 2.2.1 農(nóng)藝性狀考察26
• 2.2.2 葉片細(xì)胞死亡檢測(cè)26
• 2.2.3 葉片H_2O_2沉積檢測(cè)26
• 2.2.4 葉片光合色素含量檢測(cè)26-27
• 2.2.5 光合作用相關(guān)指數(shù)測(cè)定27
• 2.2.6 葉綠體透射電鏡觀察27-28
• 2.2.7 遮光處理28
• 2.2.8 突變體田間抗性鑒定28-29
• 2.2.9 遺傳分析及基因定位29-31
• 2.2.10 候選目的基因克隆與測(cè)序分析31-36
• 2.2.11 突變體α344中與防衛(wèi)反應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)分析36-37
• 第三章 結(jié)果與分析37-52
• 3.1 突變體的表型特征37-38
• 3.2 農(nóng)藝性狀考察結(jié)果38
• 3.3 突變體α344葉片發(fā)生細(xì)胞死亡和H_2O_2的沉積38-39
• 3.4 光合色素含量分析39-40
• 3.5 光合作用相關(guān)指數(shù)測(cè)定結(jié)果40
• 3.6 葉綠體透射電鏡觀察40-41
• 3.7 突變體α344類(lèi)病變的發(fā)生受自然光誘導(dǎo)41-42
• 3.8 α344的田間抗性鑒定42-44
• 3.8.1 α344的白葉枯病抗性鑒定42-43
• 3.8.2 αa344的稻瘟病抗性鑒定43-44
• 3.9 遺傳分析44
• 3.10 A344的初定位44-45
• 3.11 A344的精細(xì)定位及預(yù)測(cè)基因分析45-46
• 3.12 候選基因CDs全長(zhǎng)測(cè)序結(jié)果分析46-48
• 3.13 候選目的基因LOC_Os04g56480的相關(guān)研究48-51
• 3.14 α344突變體中防衛(wèi)反應(yīng)標(biāo)記基因的表達(dá)情況51-52
• 第四章 討論52-54
• 4.1 α344可能是一個(gè)新的類(lèi)病變基因52
• 4.2 α344基因具有多效性52-53
• 4.3 A344介導(dǎo)的PCD或抗病反應(yīng)途徑的可能分子調(diào)控機(jī)制53-54
• 第五章 后續(xù)研究設(shè)想54-56
• 5.1 α344功能互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)與RNAi干涉實(shí)驗(yàn)54
• 5.2 探究A344介導(dǎo)的PCD或抗病反應(yīng)途徑的分子調(diào)控機(jī)制54-56
• 5.2.1 A344的時(shí)空表達(dá)模式54
• 5.2.2 亞細(xì)胞定位54
• 5.2.3 轉(zhuǎn)錄組分析54-55
• 5.2.4 A334表達(dá)蛋白的相關(guān)研究55-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 致謝62-63

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