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水稻多雌蕊突变体dcr的遗传分析和基因定位

作 者: 张鲁君
导 师: 万建民
学 校: 南京农业大学
专 业: 作物遗传育种
关键词: 水稻 花器官 发育 多雌蕊 重组冷点
分类号: S511
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


水稻花器官发育调控的遗传和分子机制研究已成为水稻发育生物学研究的重要课题之一。一方面,水稻花发育的研究有助于阐明水稻生殖发育的分子机制,在理论方面具有重要的意义。另一方面,由于水稻花器官发育的结果直接关系到水稻的产量和品质,水稻花发育的研究又具有潜在的生产意义。本研究中我们从日本晴T-DNA插入突变体库中筛选获得一株多雌蕊突变体,该突变体与野生型日本晴相比,在株型以及抽穗期都没有明显的变化,只是在种子成熟期,突变体产生2粒或更多的种子,因此,我们初步将该突变体命名为dcr。经过潮霉素鉴定,不能存活,证实该突变体不是T-DNA插入导致的突变,可能是在组培或大田中自然诱发的突变。随后,我们对dcr突变体进行了花器官的解剖结构及组织学切片观察、多雌蕊性状的遗传分析和dcr基因的定位研究,获得如下主要结果:1、dcr突变体表型特征:解剖学及组织学切片观察发现,dcr突变体颖花的雌蕊数目大多不正常,表现为多雌蕊。雄蕊基本正常,仅10%左右的颖花雄蕊数目不是6枚;但外两轮花器官基本不受影响。dcr突变体颖花内的多个雌蕊均可育,产生2粒或更多的种子,但每粒种子与野生型相比变小。2、dcr突变体的遗传分析和初步定位:本研究中构建了dcr/日本晴正反交F1、F2代和dcr/Dular正反交F1、F2代,遗传分析表明,dcr突变体受一对隐性核基因控制。从dcr/Dular F2群体中随机选出62株隐性单株进行初定位,将dcr基因定位到第11染色体SSR标记RM26931和RM27289之间,遗传距离分别为9.1和28cM。3、dcr突变体的精细定位及预测候选基因:在初步定位的基础上,利用两侧紧密连锁的分子标记,对dcr/Dulaar F2代分离群体中全部隐性单株(1083株)进行分子标记的筛选,通过标记的加密,最终将dcr基因定位在InDel标记JUN11和JUN12之间,遗传距离分别为0.2cM和0.1cM,两标记的物理距离为291kb。对该区域进行基因预测时,发现了一个候选基因FON4。FON4基因编码一个假定信号蛋白,属于CLE基因家族,是植物形态发生和细胞间信号传导的关键基因。4、dcr基因的候选基因测序分析:FON4基因含3个外显子和2个内含子,其CLE结构域位于第3外显子。我们依据已经公布的日本晴序列设计了引物J3,扩增dcr突变体的dcr候选基因序列,比较野生型的测序结果发现,dcr候选基因在第二内含子中总第621位碱基由A(腺嘌呤)变成G(胸腺嘧啶)。5、本研究的目标基因附近是一重组冷点。在dcr基因两侧分别找到了与其紧密连锁的InDel标记JUN11和JUN12,把其限定在遗传距离0.3cM的范围内,但是通过NCBI网站(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)公布的标记信息,标记JUN11和JUN12之间的物理距离有291kb左右,其物理距离与遗传距离的比值即每厘摩的物理距离比水稻全基因组估记值244kb/cM(Chen等,2002)要高约4倍。

全文目录


摘要  6-8ABSTRACT  8-10第一章 文献综述  10-26  1 被子植物花的结构  10-11  2 被子植物花发育的过程  11-22    2.1 成花诱导  12-16    2.2 花序分生组织发育  16-17    2.3 花分生组织发育  17-18    2.4 花器官发育  18-22  3 水稻多雌蕊突变体的研究现状  22-24    3.1 水稻花器官数目增多的分子机制  22-23    3.2 水稻多雌蕊突变体研究进展  23-24  4 本研究的目的和意义  24-26第二章 水稻多雌蕊突变体dcr的细胞学观察、遗传分析和精细定位  26-48  1 材料与方法  26-30    1.1 水稻材料及田间种植  26    1.2 遗传分析和定位群体的构建  26    1.3 技术路线  26-27    1.4 突变体花器官的观察  27-28    1.5 基因定位技术  28-30  2 结果和分析  30-43    2.1 突变体外观形态  30-33    2.2 dcr突变体组织学观察  33-35    2.3 dcr突变体的遗传分析  35-36    2.4 dcr基因的初步定位  36-37    2.5 dcr基因的精细定位  37-40    2.6 dcr基因的物理图谱构建及候选基因预测  40-41    2.7 dcr候选基因的鉴定  41-43  3 讨论  43-48    3.1 dcr突变体形态特征  43    3.2 dcr基因的定位与候选基因的分析  43-44    3.3 dcr基因与已报道的控制水稻雌蕊数目增多基因的比较  44-46    3.4 dcr基因所在区段为一重组冷点  46-48第三章 全文结论  48-50参考文献  50-60附录  60-64  1、DNA提取(SDS法)及检测  60-61  2、PCR反应  61-62  3、SSR标记检测  62-64    3.1 试剂  62    3.2 PCR产物的检测  62-64致谢  64

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