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玉米矮秆基因Dt的精细定位及其矮化机理的初步研究

作　者: 李启芳
导　师: 刘保申
学　校: 山东农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 玉米(Zea mays L.) 矮秆解剖内源激素精细定位
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前玉米中已鉴定了25个矮秆基因,但这些基因大多数与各种不良遗传连锁,制约了它们在玉米育种上的应用,发掘和鉴定新的矮秆资源日益为玉米育种界所重视。植物中新的矮秆材料,是研究植物激素合成、信号转导等生理代谢途径的重要实验材料。因此,发掘和鉴定新的矮秆资源日益为研究者所重视。52333^Dt是山东农业大学选育出的玉米矮秆突变材料,矮秆性状由一个新的显性单基因控制,暂定名为Dt;我们前期用P11/52333^Dt//P11群体将^Dt基因定位在标记199151-1与216865-6之间,物理距离约为1 Mb。在前期研究的基础上,本文对52333^Dt的矮化机理进行了初步研究,并对矮秆基因^Dt进行精细定位,结果如下:1. 52333^Dt矮化机理的研究分离群体中矮秆植株比高秆植株平均多一个节间,矮秆植株的平均株高只有高秆植株的49.57 %,其节间为均匀缩短,细胞学研究发现节间缩短是由于细胞伸长受到了抑制。通过对Dt基因近等基因系的内源激素测定发现,矮秆植株和高秆植株茎中赤霉素、甾醇、脱落酸的含量没有显著差异,生长素IAA的含量差异达到极显著水平,矮化机理可能与IAA有关。2. Dt基因的精细定位（1）在前期定位的基础上,构建B73/52333^Dt//B73和Mo17/52333^Dt//Mo17群体进一步定位^Dt基因,遗传连锁分析发现ctg415的物理图谱排倒了,即标记199151-1与216865-6之间的物理距离实际上为4 Mb左右。（2）利用147对SSR标记进行多态性筛选,发现B73、Mo17与矮秆突变体52333^Dt之间的多态性相对较低。利用B73/52333^Dt//B73群体将^Dt基因定位在标记207675-5与200041-1之间,两个标记之间的物理距离约为1.2 Mb;Mo17/52333^Dt//Mo17群体将基因定位在SSR标记1941137与199382-1之间,物理距离约为2.4 Mb;用P11/52333^Dt//P11群体将基因定位在187790-4与199382-1之间,物理距离约为400 Kb。用P11/52333^Dt//P11群体进行定位的区间最小,并且在B73/52333^Dt//B73、Mo17/52333^Dt//Mo17定位的区间内。（3）结合三个群体的大小和用SSR标记的定位情况,我们选用3500株P11/52333^Dt//P11群体进一步精细定位,成功开发了CAPS标记C196159-7与C187790-15。最终,将Dt基因定位在标记187790-4与C187790-15之间,一个基因组测序的BAC上（AC187790）,与标记187790-4的遗传距离为0.06 cM,与C187790-15遗传距离为0.14 cM,两个标记之间的物理距离约为100 Kb。为下一步克隆该矮秆基因及研究其功能奠定了基础。

全文目录

摘要  8-10
Abstract  10-12
1. 引言  12-30
  1.1 分子标记的研究进展  12-16
    1.1.1 基于杂交的分子标记  12-13
      1.1.1.1 RFLP 标记  12-13
      1.1.1.2 小卫星DNA 标记  13
    1.1.2 基于PCR 的分子标记  13-15
      1.1.2.1 RAPD 标记  13-14
      1.1.2.2 SSR 标记  14
      1.1.2.3 ISSR 标记  14
      1.1.2.4 AFLP 标记  14-15
      1.1.2.5 CAPS 标记  15
    1.1.3 其他一些新型分子标记  15-16
      1.1.3.1 SNP 标记  15-16
      1.1.3.2 STS 标记  16
  1.2 植物基因克隆策略  16-19
    1.2.1 功能克隆  16-17
    1.2.2 同源克隆  17
    1.2.3 图位克隆  17-18
    1.2.4 转座子和T-DNA 标签法克隆  18-19
  1.3 植物矮生机理的研究  19-26
    1.3.1 GA 与高等植物茎发育  19-22
      1.3.1.1 GA 合成代谢与高等植物茎的发育  19-20
      1.3.1.2 GA 信号转导与高等植物茎的发育  20-22
    1.3.2 BR 与高等植物的茎发育  22-25
      1.3.2.1 BR 合成与高等植物茎的发育  23-24
      1.3.2.2 BR 信号转导与高等植物茎的发育  24-25
    1.3.3 其它矮化机理  25-26
  1.4 玉米矮生基因的遗传研究  26-29
    1.4.1 玉米矮生基因的遗传特点  26-27
    1.4.2 玉米矮生基因的定位与克隆  27-29
  1.5 本研究的目的意义  29-30
2 材料与方法  30-37
  2.1 材料  30
    2.1.1 供试植物材料  30
    2.1.2 菌株、载体及酶  30
    2.1.3 试剂  30
  2.2 试验设计及方法  30-37
    2.2.1 田间试验  30-31
    2.2.2 分离群体的构建  31
    2.2.3 石蜡切片的制作  31-32
    2.2.4 内源激素含量的测定  32
    2.2.5 玉米基因组DNA 提取方法  32-33
    2.2.6 PCR 程序  33
    2.2.7 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳  33-34
      2.2.7.1 胶的制备  33
      2.2.7.2 电泳  33
      2.2.7.3 银染  33-34
      2.2.7.4 实验结果记录  34
    2.2.8 分子标记的开发  34-37
      2.2.8.1 SSR 标记的开发  34
      2.2.8.2 CAPS 标记的开发  34-37
        2.2.8.2.1 目的片段的获得(琼脂糖凝胶回收试剂盒)  35
        2.2.8.2.2 目的片段与pGEM-T easy vector 的连接  35-37
3 结果与分析  37-52
  3.1 52333Dt 回交群体矮秆与高秆叶片数分析  37
  3.2 52333Dt 回交群体矮秆与高秆株高比较  37
  3.3 矮秆突变体节间矮化分析  37-41
    3.3.1 52333Dt 回交群体矮秆和高秆节间的比较分析  37-40
    3.3.2 52333Dt 近等基因系矮秆植株和高秆植株节间的细胞学比较  40-41
  3.4 52333Dt 近等基因系矮秆植株和高秆植株茎中内源激素含量比较  41-42
  3.5 矮秆基因Dt 的精细定位  42-52
    3.5.1 873/52333Dt//873 群体定位情况  42-46
    3.5.2 M017/52333Dt//M017 群体定位情况  46-47
    3.5.3 P11/52333Dt//P11 群体定位情况  47-52
4 讨论  52-54
  4.1 突变体52333Dt 的矮化特征  52
  4.2 突变体52333Dt 的矮化机理可能与IAA 有关  52
  4.3 矮秆基因Dt 的精细定位  52-54
5 结论  54-55
  5.1 突变体52333Dt 的矮化特征及其矮化机理初步探讨  54
  5.2 矮秆基因Dt 的精细定位  54-55
参考文献  55-65
致谢  65-66
攻读学位期间发表论文  66

玉米矮秆基因Dt的精细定位及其矮化机理的初步研究

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