玉米核不育基因ms305的克隆及脂质组学分析

发布时间：2022-02-21 01:07

　　植物雄性不育材料是一种珍贵的种质资源,发掘雄性不育基因,研究明确其代谢调控机制,对玉米育种和生产应用均具有十分重要的意义。玉米姊妹交群体K305ms是自交系K305经辐射诱变获得的一个单隐性细胞核雄性不育突变体,由不育株K305S和可育株K305F组成,具有较好的应用潜力。前期已对该材料的细胞学特征、不育基因定位等进行了初步研究。本研究利用PCR扩增技术克隆不育基因ms305,通过基因表达分析明确调控模式;采用透射电镜技术观察花药超微结构,进一步明确其败育特征;对不育株和可育株花药进行脂质组学分析,探讨关键脂肪酸代谢差异与育性的关系,为后续败育机理研究和育种利用奠定基础。主要研究结果如下:1.参考ms33基因序列设计特异引物,利用PCR技术扩增ms305基因,测序结果用DNAMAN软件拼接发现,ms305基因由2个外显子和1个内含子组成,总长2161bp,编码523个氨基酸。与K305和K305F比较,K305S中ms305基因在第一外显子177bp处缺失6个碱基,编码缬氨酸（V）和天冬氨酸（D）,位于第59和60氨基酸位置处。生物信息学预测,ms305编码蛋白的二级结构发生了改变,但... 

【文章来源】：四川农业大学四川省211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
中英文缩写对照
1 文献综述
    1.1 植物雄性不育
        1.1.1 植物雄性不育的分类
        1.1.2 植物雄性不育的应用
    1.2 植物雄性不育的细胞学研究
        1.2.1 雄花形态观察
        1.2.2 花药发育过程
        1.2.3 花粉壁结构观察
        1.2.4 花粉壁形成过程
        1.2.5 玉米细胞核雄性不育的细胞学观察
    1.3 物质代谢与植物雄性不育的关系
        1.3.1 营养物质代谢与植物雄性不育
        1.3.2 花药中孢粉素的合成与运输机制
    1.4 玉米细胞核雄性不育机理研究
        1.4.1 玉米细胞核雄性不育基因
        1.4.2 玉米细胞核雄性不育的败育机理
    1.5 研究内容及目的意义
2 材料与方法
    2.1 供试材料
        2.1.1 玉米材料
        2.1.2 主要仪器及试剂
    2.2 试验方法
        2.2.1 田间种植、取样及保存
            2.2.1.1 田间种植
            2.2.1.2 叶片取样与保存
            2.2.1.3 切片样品取样与保存
            2.2.1.4 花药脂质组学分析样品
            2.2.1.5 育性鉴定
        2.2.2 ms305 基因克隆与表达
            2.2.2.1 克隆引物设计
            2.2.2.2 全基因组DNA提取
            2.2.2.3 PCR扩增
            2.2.2.4 目的片段的克隆及测序
            2.2.2.5 半定量RT-PCR表达
        2.2.3 花药组织超微结构观察
        2.2.4 花药脂质组学分析方法
            2.2.4.1 花药样品
            2.2.4.2 样本预处理方法
            2.2.4.3 数据处理
        2.2.5 花药脂肪酸成分及含量测定
            2.2.5.1 花药样品
            2.2.5.2 标准品配制
            2.2.5.3 代谢物提取
            2.2.5.4 数据处理
3 结果与分析
    3.1 ms305 基因的克隆与表达分析
        3.1.1 ms305 基因克隆与序列比对
            3.1.1.1 PCR扩增结果
            3.1.1.2 ms305 基因序列比对
            3.1.1.3 ms305 氨基酸序列比对
        3.1.2 生物信息学分析
            3.1.2.1 ms305 蛋白的二级结构预测
            3.1.2.2 ms305 蛋白的亲水性预测
            3.1.2.3 ms305 蛋白的功能预测
        3.1.3 ms305 基因表达分析
    3.2 K305ms花药超微结构观察
    3.3 K305ms花药脂质组学分析
        3.3.1 花药中的脂质分子
        3.3.2 差异脂质组间比较
        3.3.3 差异脂质聚类分析
        3.3.4 差异脂质相关性分析
    3.4 K305ms花药脂肪酸含量比较
        3.4.1 花药脂肪酸总含量差异
        3.4.2 花药脂肪酸成分含量比较
4 讨论与结论
    4.1 ms305 基因的克隆与表达
    4.2 K305ms的败育特征
    4.3 脂类物质代谢与育性的关系
参考文献
致谢
附录
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]1份60Co-γ射线诱变玉米雄性不育突变体的遗传分析[J]. 陈华伟,石海春,余学杰,汪燕,曲比伍合,蔡林,柯永培.  核农学报. 2016(05)
[2]植物细胞核雄性不育相关bHLH转录因子研究进展[J]. 刘永明,张玲,周建瑜,曹墨菊.  遗传. 2015(12)
[3]芝麻核雄性不育系ms86-1微粉发生的细胞学观察[J]. 郭伟,苗红梅,张体德,魏利斌,李春,张海洋.  植物学报. 2014(01)
[4]花粉壁发育相关基因的研究进展[J]. 马伯军,刘程捷,陈析丰,程祝宽.  浙江师范大学学报(自然科学版). 2013(04)
[5]温敏核不育小麦可育花药和败育花药发育观察[J]. 李东霄,邓小莉,李淦,徐龙龙,茹振钢.  中国细胞生物学学报. 2012(09)
[6]植物雄性不育生理生化研究进展[J]. 冯小磊,范光宇,苏旭,宋国亮,史高雷,王峰,邱风仓,王晓明,赵治海.  作物杂志. 2012(03)
[7]甘蓝型油菜光、温敏雄性不育系Huiyou50S花粉败育的细胞学观察[J]. 葛娟,郭英芬,于澄宇,张国云,董军刚,董振生.  作物学报. 2012(03)
[8]外源茉莉酸甲脂（MeJA）对光温敏不育小麦花药开裂率及结实率的影响[J]. 马骅,张立平,赵昌平,逯晓萍,张风廷,苑少华.  麦类作物学报. 2011(04)
[9]杂交大豆制种技术体系的建立[J]. 赵丽梅,彭宝,张伟龙,张连发,张井勇,李建平,李茂海,孙寰.  大豆科学. 2010(04)
[10]小麦光温敏雄性不育的研究和利用进展[J]. 付庆云,曹银萍,李友勇.  麦类作物学报. 2010(03)

硕士论文
[1]玉米K305ms突变体花药败育的细胞学观察和差异表达基因分析[D]. 谷荣欢.四川农业大学 2017
[2]一个玉米细胞核雄性不育基因ms305的精细定位[D]. 张惠娟.四川农业大学 2017
[3]玉米ms2雄性不育突变体的表型分析与基因定位[D]. 康丹.中国农业科学院 2016
[4]基于iTRAQ技术对玉米K305ms育性差异表达蛋白的分析[D]. 邢师师.四川农业大学 2016
[5]太空诱变玉米核不育材料的细胞学观察及不育基因的SSR定位[D]. 李式昭.四川农业大学 2007



本文编号：3636183