玉米是我國主要糧食作物、飼料和工業(yè)原料,在我國種植面積廣泛,關(guān)乎我國的糧食安全。玉米Mutator轉(zhuǎn)座子天然存在玉米基因組中,是迄今為止發(fā)現(xiàn)活性最高,誘變能力最強的一類轉(zhuǎn)座子。利用轉(zhuǎn)座子創(chuàng)制突變體相對于EMS等其它誘變方式安全穩(wěn)定,并且具有較高突變頻率,是突變體創(chuàng)制和基因克隆的高效可靠方法。本實驗將具有轉(zhuǎn)座酶活性的MuDR基因和bronze1-mum9基因的玉米品系和具有Bronze1基因（花青素合成基因）的玉米品系從W22遺傳背景通過多代回交的方式導(dǎo)入到B73遺傳背景。然后將兩品系雜交得F₁代（籽粒黑紫色）,F₁代自交得到包含大量Mu轉(zhuǎn)座子插入突變位點的F₂代群體。通過對F₂代籽粒顏色挑選得到穩(wěn)定的突變后代（黃色）。這些穩(wěn)定突變后代自交得到的種子構(gòu)成我們所需的突變體庫材料。通過此方法我們在3939株F₂群體中,篩選得到了183個明顯表型的個體。按照其表型特點將其分為以下幾大類:粒形突變體、抗性突變體、株形突變體。玉米的籽粒作為影響玉米產(chǎn)量最直接的體現(xiàn),改良籽粒性狀可快速高效的... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)座子的類型及結(jié)構(gòu)示意（劉振等，2015）

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文9以編碼合成轉(zhuǎn)座所必需的轉(zhuǎn)座蛋白的自主性轉(zhuǎn)座因子和需在自主因子協(xié)助下才能完成轉(zhuǎn)座的非自主性轉(zhuǎn)座因子�，F(xiàn)有已知的所有Mu插入片段都包含220bp左右大小的末端反向重復(fù)序列（TerminalInvertedRepeat，TIR），并且在插入位點處經(jīng)常伴有9bp的靶DNA序列。但是它們的TIR間的插入片段序列差異較大。Bennetzen等人根據(jù)Mu插入片段的內(nèi)部的不同將Mu轉(zhuǎn)座子分為了6種類型：Mul/Mu2、Mu3、Mu4,Mu6/Mu7,Mu8和MuDR/Mu5（Bennetzenetal.,1993）。后來為了紀念DonaldRobertson在Mu轉(zhuǎn)座子研究中做出的突出貢獻，將之前的MuA2（Qinetal.,1991）、MuR1（Chometetal.,1991）、Mu9（Hershbergeretal.,1991）、Cy（Schnableetal.,1986）這一類自主性轉(zhuǎn)座因子統(tǒng)一的稱作MuDR。到目前為止，已經(jīng)研究清楚的Mu因子有8種類型：Mu1/1.4、Mu1.7/2、Mu3、Mu4、Mu5、Mu6/7、Mu8以及MuDR/Mu9(Tanetal.,2011)。Tan等人還發(fā)現(xiàn)并命名了一種新的Mu原件Mu13。以上這些轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)具體見圖1-2。此外，Dietrich等人還通過TIR區(qū)域的差異定義了三種Mu原件，即Mu10、Mu11、Mu12(Dietrichetal.,2002）。此外還有科學(xué)家利用細菌質(zhì)粒構(gòu)建了人工的Mu轉(zhuǎn)座元件。他們將完整的Mu1因子轉(zhuǎn)入到含有選擇性標(biāo)記、復(fù)制起點、特異標(biāo)簽序列的細菌質(zhì)粒中被稱為RescueMu（如圖1-3）。它可應(yīng)用于分析Mu因子的轉(zhuǎn)座特性，構(gòu)建富含基因的玉米基因組DNA的質(zhì)粒文庫，以促進玉米基因組常染色體部分的鑒定和測序（Raizada,2003）。圖1-2Mu轉(zhuǎn)座子元件結(jié)構(gòu)示意(Tanetal.,2011)Fig1-2SchematicstructureofMuelement(Tanetal.,2011)圖1-3RescueMu轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)示意（Lisch,2002）Fig1-3SchematicstructureofRescueMuelement（Lisch,2002）

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文31顯性基因會覆蓋有活性MuDr加bronze1-mum9基因表現(xiàn)出的紫色斑點。所以只要含有Bronze1基因的后代都將表型為紫色籽粒，不含有MuDr基因和Bronze1基因的籽粒為黃色表型。這些黃色的籽粒將作為穩(wěn)定的突變體來構(gòu)建突變體庫和后續(xù)的突變體篩眩具體過程如下圖：圖2-1Mutator插入突變體庫構(gòu)建流程Fig.2-1MutatorinsertionmutantlibraryconstructionprocessBZ1：Bronze1基因表達，bz1：Bronze1基因不表達，MuDr：具有Mu活性，mudr：沒有Mu活性。2.2.3突變體材料表型鑒定篩選將F2代果穗單穗脫粒，選取黃色籽粒進行田間種植篩選，按照每穗選取20粒株距20厘米，行距60厘米的密度進行種植（用于表型篩選的F2代材料于2017年夏季種植于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗基地）。合理的田間管理直至材料成株（抽雄穗），對田間表型進行觀察統(tǒng)計，對于性狀表型明顯異于母本的單株掛牌標(biāo)記。所有植株自交授粉保種。成熟后對掛牌標(biāo)記的植株單穗收獲，其余材料按照每行為一個Line進行收獲。對于收獲的果穗進行表型觀察并做記錄，脫粒后對籽粒形態(tài)進行觀察并與母本材料以及B73作比較，挑選表型明顯的突變體材料。通過此方法篩選出包含生物學(xué)性狀和農(nóng)藝性狀改變的突變體材料。例如，植株高度、葉片形態(tài)、葉片夾角、植株莖稈韌性、育性、雌雄蕊形態(tài)、

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]玉米Mutator轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)特征和基因克隆的研究進展[J]. 高志勇.  玉米科學(xué). 2014(03)
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本文編號：3458198