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干旱胁迫下水稻生殖发育相关分析

作　者: 魏征
导　师: 葛晓春
学　校: 复旦大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 水稻花干旱减数分裂基因芯片
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 25次
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内容摘要

水稻是我国乃至世界上最重要的粮食作物之一,具有突出的战略意义。近年来随着全球气候的剧变,干旱问题对水稻的正常生产活动产生越来越大的影响。花是水稻的生殖器官,其在干旱情况下的状态直接影响到水稻产量。以前大部分干旱研究集中于水稻营养期的根、叶等器官,而对于花器官应对干旱胁迫的研究甚少。我们通过对处于水稻减数分裂期前后的水稻进行干旱处理,收集处于不同发育时期的花,以正常生长情况下的花作为对照,通过基因芯片实验来调查水稻花的基因表达谱变化。通过多次生物学重复实验获得了大量的数据,对这些数据的分析整理发现,包括激素、能量代谢、生物胁迫等在内的多个信号转导途径受到影响,正负调控作用共同存在,从而使得胁迫下水稻花发育相关器官的形态以及育性异常。对处于减数分裂期前后的水稻3-5mm长度的花的三次基因芯片分析发现,在干旱胁迫下有339个基因的表达水平重复性地上调,118个基因表达水平重复性地下调。对于这些在三次实验中均重复出现的基因,我们按其生物学功能进行了归类,并对其进行了初步分析。结果显示,所发现的这些基因,部分已被验证确实与干旱胁迫相关,有一部分基因则是首次发现；另外一些基因则显示出在于旱过程的多重角色,有些既参与了信号转导也参与了代谢,可能对水稻的生殖发育产生影响。这些基因成为我们的关注点,可能对于改善干旱胁迫下的水稻生殖发育具有重要的作用。通过Real-Time PCR对部分基因的表达水平验证证明了芯片数据的可靠性。在此基础上,挑选了部分基因进行克隆,通过转基因手段来验证它们是否有助于改善干旱胁迫下的水稻育性。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
综述  6-14
  一水稻干旱胁迫研究进展  6-8
  二水稻花器官发育研究进展  8-12
  三结论与展望  12-14
第一节水稻材料的种植与干旱处理  14-17
  一材料与方法  14-15
  二结果与讨论  15-17
第二节水稻花收集、RNA抽提、芯片杂交与结果分析  17-46
  一材料与方法  17-22
  二结果与讨论  22-46
    第一部分干旱胁迫下的减数分裂期花的转录组分析  22-38
    第二部分不同发育时期的花在干旱胁迫状态下的表达分析  38-44
    第三部分所有基因芯片数据的交集分析  44-46
第三节 Real-Time PCR验证基因芯片结果可靠性  46-52
  一材料与方法  46-49
  二结果与讨论  49-52
第四节水稻干旱相关基因的克隆与转化  52-61
  一材料与方法  52-58
  二结果与讨论  58-61
第五节讨论  61-67
参考文献  67-72
致谢  72-73

干旱胁迫下水稻生殖发育相关分析

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