水稻斑点叶突变体M154的基因克隆
发布时间：2021-08-03 04:06
斑点叶突变体广义上属于叶色突变体,是研究叶绿素代谢的理想材料之一。本研究实验材料为一个水稻斑点叶突变体M154,由EMS诱变水稻籼稻品种中鉴100而来。本研究进行了遗传分析和基因定位,主要农艺性状观察,生理生化指标测定,互补验证,基因编辑实验,叶绿素降解代谢过程各种相关酶活性及代谢中间物的含量测定等研究,补充完善了植物叶绿素降解代谢途径。研究结果如下:1.突变体M154的表型特征为:播种后约14天,该突变体的底部叶片开始出现红褐色斑点,播种后约50天,从低位叶到高位叶叶片基部陆续出现红褐色斑点,并逐渐扩散至整片叶。随后,斑点叶表型逐渐严重,在分蘖后期甚至有许多叶片完全枯萎。在大田条件下,M154的主要农艺性状显著下降,特别是第三节间长度的缩短导致植株变矮;突变体和野生型的总叶绿素含量在苗期没有显著差异,分蘖期,突变体的总叶绿素含量明显下降,且光合参数显著下降,表明其光合作用能力明显下降,进而导致其主要农艺性状较差。2.突变体M154叶片中存在大量的细胞死亡:台盼蓝染色显示突变体叶片斑点附近存在大量细胞死亡,丙二醛（MDA）大量积累致使细胞膜发生不可逆损伤,TUNEL实验显示DNA严重片...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
叶绿素降解代谢过程
中国农业科学院硕士学位论文第二章水稻斑点叶突变体M154的鉴定12生型ZJ100相比，M154的农艺性状表现出显著下降，包括株高，节间长度，穗长，单株分蘖数，每穗实粒数，结实率和1000粒重等（表2.1），特别是第三个和第四个节间的长度（图2.1d），M154明显短于野生型，是导致突变体植株的株高较野生型植株明显偏矮的主要原因。而这个时期也是突变体斑点叶表型开始严重恶化的时期。图2.1M154的表型鉴定Fig.2.1PhenotypiccharacterizationofM154（a）四叶期野生型植株中鉴100和突变体M154，标尺：5cm；（b）分蘖期野生型植株中鉴100和突变体M154的叶片表型，标尺：2cm；（c）分蘖期野生型植株中鉴100和突变体M154，标尺：20cm.；（e）节间长度；（d）四叶期及分蘖期野生型植株中鉴100和突变体M154的总叶绿素含量。取每个材料的三个生物学重复数据平均值用于分析比较，**表示t检验在P≤0.01水平下存在显著性差异。(a)Phenotypeatthefour-leafstage.Bar=5cm;(b)ThetopsecondleavesofZJ100andrcd2atthetilleringstage;Bar=2cm;(c)PhenotypesofZJ100andrcd2attheheadingstage.Bar=20cm;(d)InternodelengthofthemainstematthematurestageinZJ100andrcd2;(e)ChlcontentsofZJ100andrcd2.Valuesaremeans±SD(n=3),**indicatessignificanceatP≤0.01byStudent’st-test.
中国农业科学院硕士学位论文第二章水稻斑点叶突变体M154的鉴定14降。为了探究突变体在黑暗中相较于野生型植株有何变化，我们进行了离体叶片的黑暗处理实验，发现突变体M154的离体叶片相较于野生型植株的离体叶片有“持绿”表型（图2.2c），且突变体的叶绿素含量下降得更慢，尤其是在黑暗处理后的第四天（图2.2d）。这清楚地表明了该突变体在黑暗中显示出“持绿”表型。图2.2M154的黑暗处理和遮光及机械损伤处理Figure2.2Themutantstayedgreenunderdarkandtheeffectoflight/woundontheformationoflesioninM154（a）遮光处理；（b）机械损伤处理；（c）黑暗处理野生型植株中鉴100离体叶片和突变体M154离体叶片的变化情况；（b）黑暗处理下的总叶绿素含量变化情况，取每个材料的三个生物学重复数据平均值用于分析比较。(a)EffectoflightontheformationoflesioninM154,includingbeforeshading,shadedfor4dandreinstatedfor5d.(b)EffectofwoundontheformationoflesioninM154,thewoundwasformedbymechanicalinjury.(c)DetachedM514leavesstayedgreenunderdarkconditions,theupperthreeweretheWTZJ100,thelowerthreewerethemutantM154.(d)Chl)contentsofZJ100andM154at1-8daysafterdarktreatment,Valuesaremeans±SD(n=3)2.2.5M154存在大量细胞死亡死亡细胞会由于细胞膜失效而无法阻止台盼蓝染料进入细胞而被染成蓝色，所以台盼蓝染色可作为细胞膜受损以及细胞死亡情况的指标，为了确定突变体M154的叶片内是否存在细胞死亡，在分蘖期对突变体M154的倒二叶及野生型植株的相同部位进行台盼蓝染色，结果显示，相较于突变体植株的叶片突变体叶片在斑点以及斑点周围都出现了大量的蓝色斑点，而野生型植株ZJ100的叶片则基本没有蓝色斑点沉积（图2.3a），说明突变?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characterization of a Novel Gain-of-Function Spotted-Leaf Mutant with Enhanced Disease Resistance in Rice[J]. CHEN Ting,CHEN Zheng,Atul Prakash SATHE,ZHANG Zhihong,LI Liangjian,SHANG Huihui,TANG Shaoqing,ZHANG Xiaobo,WU Jianli. Rice Science. 2019(06)
[2]Involvement of a Putative Bipartite Transit Peptide in Targeting Rice Pheophorbide a Oxygenase into Chloroplasts for Chlorophyll Degradation during Leaf Senescence[J]. Qingjun Xie,Yan Liang,Jian Zhang,Huakun Zheng,Guojun Dong,Qian Qian,Jianru Zuo. Journal of Genetics and Genomics. 2016(03)
[3]一份新的水稻斑点叶突变体spl32的鉴定和基因定位[J]. 钟振泉,罗文龙,刘永柱,王慧,陈志强,郭涛. 作物学报. 2015(06)
[4]绿色器官衰老进程中叶绿素降解代谢及其调控的研究进展[J]. 陈俊毅,朱晓宇,蒯本科. 植物生理学报. 2014(09)
[5]Gene Network Analysis and Functional Studies of Senescence-associated Genes Reveal Novel Regulators of Arabidopsis Leaf Senescence[J]. Zhonghai Li, Jinying Peng, Xing Wen and Hongwei Guo State Key Laboratory of Protein and Plant Gene Research, College of Life Sciences, Peking University, Peking-Tsinghua Center for Life Sciences, Beijing 100871, China. Journal of Integrative Plant Biology. 2012(08)
[6]Characterization and Genetic Analysis of a Light-and Temperature-sensitive Spotted-leaf Mutant in Rice[J]. Marietta Baraoidan,Hei Leung. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(08)
[7]脱镁叶绿酸a单加氧酶与叶绿素降解[J]. 唐蕾. 生命的化学. 2008(05)
博士论文
[1]水稻斑点叶突变体HM47的基因克隆与功能分析[D]. 奉保华.中国农业科学院 2015
硕士论文
[1]水稻显性斑点叶突变体Spl26的鉴定[D]. 陈婷.中国农业科学院 2019
[2]两个水稻斑点叶突变体的鉴定、遗传分析与基因定位[D]. 李小红.中国农业科学院 2015
[3]广谱白叶枯病抗性水稻斑点叶突变体HM143的鉴定、遗传分析与基因定位[D]. 沈海超.中国农业科学院 2013
本文编号：3318892
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
叶绿素降解代谢过程
中国农业科学院硕士学位论文第二章水稻斑点叶突变体M154的鉴定12生型ZJ100相比，M154的农艺性状表现出显著下降，包括株高，节间长度，穗长，单株分蘖数，每穗实粒数，结实率和1000粒重等（表2.1），特别是第三个和第四个节间的长度（图2.1d），M154明显短于野生型，是导致突变体植株的株高较野生型植株明显偏矮的主要原因。而这个时期也是突变体斑点叶表型开始严重恶化的时期。图2.1M154的表型鉴定Fig.2.1PhenotypiccharacterizationofM154（a）四叶期野生型植株中鉴100和突变体M154，标尺：5cm；（b）分蘖期野生型植株中鉴100和突变体M154的叶片表型，标尺：2cm；（c）分蘖期野生型植株中鉴100和突变体M154，标尺：20cm.；（e）节间长度；（d）四叶期及分蘖期野生型植株中鉴100和突变体M154的总叶绿素含量。取每个材料的三个生物学重复数据平均值用于分析比较，**表示t检验在P≤0.01水平下存在显著性差异。(a)Phenotypeatthefour-leafstage.Bar=5cm;(b)ThetopsecondleavesofZJ100andrcd2atthetilleringstage;Bar=2cm;(c)PhenotypesofZJ100andrcd2attheheadingstage.Bar=20cm;(d)InternodelengthofthemainstematthematurestageinZJ100andrcd2;(e)ChlcontentsofZJ100andrcd2.Valuesaremeans±SD(n=3),**indicatessignificanceatP≤0.01byStudent’st-test.
中国农业科学院硕士学位论文第二章水稻斑点叶突变体M154的鉴定14降。为了探究突变体在黑暗中相较于野生型植株有何变化，我们进行了离体叶片的黑暗处理实验，发现突变体M154的离体叶片相较于野生型植株的离体叶片有“持绿”表型（图2.2c），且突变体的叶绿素含量下降得更慢，尤其是在黑暗处理后的第四天（图2.2d）。这清楚地表明了该突变体在黑暗中显示出“持绿”表型。图2.2M154的黑暗处理和遮光及机械损伤处理Figure2.2Themutantstayedgreenunderdarkandtheeffectoflight/woundontheformationoflesioninM154（a）遮光处理；（b）机械损伤处理；（c）黑暗处理野生型植株中鉴100离体叶片和突变体M154离体叶片的变化情况；（b）黑暗处理下的总叶绿素含量变化情况，取每个材料的三个生物学重复数据平均值用于分析比较。(a)EffectoflightontheformationoflesioninM154,includingbeforeshading,shadedfor4dandreinstatedfor5d.(b)EffectofwoundontheformationoflesioninM154,thewoundwasformedbymechanicalinjury.(c)DetachedM514leavesstayedgreenunderdarkconditions,theupperthreeweretheWTZJ100,thelowerthreewerethemutantM154.(d)Chl)contentsofZJ100andM154at1-8daysafterdarktreatment,Valuesaremeans±SD(n=3)2.2.5M154存在大量细胞死亡死亡细胞会由于细胞膜失效而无法阻止台盼蓝染料进入细胞而被染成蓝色，所以台盼蓝染色可作为细胞膜受损以及细胞死亡情况的指标，为了确定突变体M154的叶片内是否存在细胞死亡，在分蘖期对突变体M154的倒二叶及野生型植株的相同部位进行台盼蓝染色，结果显示，相较于突变体植株的叶片突变体叶片在斑点以及斑点周围都出现了大量的蓝色斑点，而野生型植株ZJ100的叶片则基本没有蓝色斑点沉积（图2.3a），说明突变?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characterization of a Novel Gain-of-Function Spotted-Leaf Mutant with Enhanced Disease Resistance in Rice[J]. CHEN Ting,CHEN Zheng,Atul Prakash SATHE,ZHANG Zhihong,LI Liangjian,SHANG Huihui,TANG Shaoqing,ZHANG Xiaobo,WU Jianli. Rice Science. 2019(06)
[2]Involvement of a Putative Bipartite Transit Peptide in Targeting Rice Pheophorbide a Oxygenase into Chloroplasts for Chlorophyll Degradation during Leaf Senescence[J]. Qingjun Xie,Yan Liang,Jian Zhang,Huakun Zheng,Guojun Dong,Qian Qian,Jianru Zuo. Journal of Genetics and Genomics. 2016(03)
[3]一份新的水稻斑点叶突变体spl32的鉴定和基因定位[J]. 钟振泉,罗文龙,刘永柱,王慧,陈志强,郭涛. 作物学报. 2015(06)
[4]绿色器官衰老进程中叶绿素降解代谢及其调控的研究进展[J]. 陈俊毅,朱晓宇,蒯本科. 植物生理学报. 2014(09)
[5]Gene Network Analysis and Functional Studies of Senescence-associated Genes Reveal Novel Regulators of Arabidopsis Leaf Senescence[J]. Zhonghai Li, Jinying Peng, Xing Wen and Hongwei Guo State Key Laboratory of Protein and Plant Gene Research, College of Life Sciences, Peking University, Peking-Tsinghua Center for Life Sciences, Beijing 100871, China. Journal of Integrative Plant Biology. 2012(08)
[6]Characterization and Genetic Analysis of a Light-and Temperature-sensitive Spotted-leaf Mutant in Rice[J]. Marietta Baraoidan,Hei Leung. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(08)
[7]脱镁叶绿酸a单加氧酶与叶绿素降解[J]. 唐蕾. 生命的化学. 2008(05)
博士论文
[1]水稻斑点叶突变体HM47的基因克隆与功能分析[D]. 奉保华.中国农业科学院 2015
硕士论文
[1]水稻显性斑点叶突变体Spl26的鉴定[D]. 陈婷.中国农业科学院 2019
[2]两个水稻斑点叶突变体的鉴定、遗传分析与基因定位[D]. 李小红.中国农业科学院 2015
[3]广谱白叶枯病抗性水稻斑点叶突变体HM143的鉴定、遗传分析与基因定位[D]. 沈海超.中国农业科学院 2013
本文编号：3318892
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3318892.html
最近更新
教材专著
