陆地棉GhUGT3和GhrbcMT基因调控花粉发育的分子机理初步探究

发布时间：2022-02-27 21:54

　　棉花是最重要的纤维作物与油料作物之一,具有明显的杂交优势。棉花杂交种在生长势上比亲本强,在抗盐碱、抗干旱以及抗病虫害方面表现出色,杂交后代的纤维品质与整齐度有所提高。利用棉花显著的杂交优势,对棉花增产、改良棉花种质资源至关重要。现阶段棉花雄性不育系利用、恢复系选育和育性相关基因筛选和克隆是培育优势杂交棉的有效途径之一。目前国内外已发现了多例棉花核雄性不育和质核互作雄性不育材料,也对育性相关基因进行分子标记和克隆等研究。但由于棉花基因组复杂,生长周期长,而且棉花是一个遗传转化比较困难的作物,存在转化周期长,基因型限制和再生植株变异频率高等不足,导致棉花遗传转化费力、耗时,严重阻碍了棉花育性相关功能基因的解析和利用,从而阻碍杂交优势的遗传机理的研究和利用。病毒诱导基因沉默技术因其高效、简便、省时等优势广泛应用于拟南芥、水稻、棉花等作物的遗传转化与功能基因分析,也为棉花基因功能的初步研究提供良好的研究平台和技术支持。本文在前期研究基础上,开展陆地棉（Gossypium hirsutum L.）育性相关基因的克隆和功能初步研究。前期工作完成了棉花雄性不育突变体ms1和背景植株C312野生型生殖... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语
一 文献综述
    1 棉花种质资源利用概况
    2 棉花杂种优势的利用
    3 棉花杂交制种
    4 雄性不育研究
    5 植物花粉壁结构与发育过程
    6 胼胝质与胼胝质合酶
        6.1 胼胝质的形成
        6.2 胼胝质合酶与糖基转移酶
        6.3 ROP、ANN、Susy研究现状
    7 Rubisco与Rubisco LSMT在植物中的研究进展
    8 VIGS技术在植物基因功能研究中的应用
        8.1 VIGS技术原理
        8.2 VIGS研究植物功能基因的特点
        8.3 VIGS技术研究棉花基因功能的优势
二 实验方案设计
    1 研究目的和意义
    2 研究主要内容
    3 实验流程
三 材料和方法
    1 材料
        1.1 实验中用到的载体
        1.2 实验试剂及药品配制
            1.2.1 CTAB提取液的配制
            1.2.2 培养基的配制
            1.2.3 实验用抗生素的配制
            1.2.4 农杆菌侵染营养液的配制
            1.2.5 染色液配制
            1.2.6 CTAB法提取棉花DNA
            1.2.7 RNA的提取及基因的定量分析
            1.2.8 实验仪器
    2 方法
        2.1 目的基因cDNA序列的获得
        2.2 基因序列和编码蛋白的生物信息学分析
        2.3 病毒载体的构建
        2.4 棉花转基因及PCR检测
        2.5 胼胝质合酶各亚基的基因表达水平分析
        2.6 GhSusC基因/GhrbcMT基因在棉花各组织中的表达分析
        2.7 花粉活性染色观察
        2.8 四分体时期花药染色观察
        2.9 叶片叶绿素含量测定
四 结果和分析
    1 GhrbcMT基因克隆及功能初步分析
        1.1 目的基因GhrbcMT ORF序列的获得
        1.2 GhrbcMT编码蛋白的生物信息学分析
        1.3 GhrbcMT蛋白质的同源对比和进化分析
        1.4 GhrbcMT基因组织特异性表达分析
        1.5 GhrbcMT基因的VIGS干涉载体的构建及遗传转化
        1.6 营养生长期GhrbcMTi株系表型异常
        1.7 开花期GhrbcMTi株系表型异常
        1.8 野生株系与GhrbcMTi株系的叶片叶绿素含量测定
    2 GhUGT3基因的克隆和功能初步分析
        2.1 GhUGT3基因序列和结构
        2.2 GhUGT3基因的VIGS干涉载体的构建及遗传转化
        2.3 在开花期GhUGT3i株系花器官发育异常
        2.4 胼胝质合酶各亚基基因表达分析
        2.5 GhSusC编码蛋白的生物信息学分析
        2.6 GhSusC基因组织特异性表达分析
五 讨论
    1 VIGS技术促进了棉花基因功能研究
    2 GhrbcMT基因对棉花营养生长的调节作用
    3 胼胝质的合成代谢对花粉的发育和育性至关重要
六 总结与展望
参考文献
攻读硕士期间的研宄成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]雄性不育中花粉壁的研究进展[J]. 张江江,常丽,赵立宁,李德芳.  生物技术通报. 2019(06)
[2]隐性核不育系在我国棉花杂种优势利用中的研究进展[J]. 李永旗,孙亮庆,谢业涛.  棉花科学. 2018(05)
[3]毛白杨（Populus tomentosa）中2个谷甾醇糖基转移酶基因的克隆与表达分析[J]. 李思言,郭斌,安新民.  中国细胞生物学学报. 2018(07)
[4]棉花育种行业创新与进展[J]. 袁有禄,魏晓文,毛树春,潘境涛,方红曼,吕慧颖,邓向东,葛毅强,魏珣,杨维才.  植物遗传资源学报. 2018(03)
[5]一种新型棉花不育系海A的发现及研究进展[J]. 彭延,黄顺礼,刘素华,彭小峰,李克福,李海平,邵青龙.  中国种业. 2018(02)
[6]三系杂交棉品种的现状和发展建议[J]. 陈全求,蓝家样,韩光明,黄云,董建辉.  棉花科学. 2017(05)
[7]棉花早熟性研究进展及其应用[J]. 喻树迅,王寒涛,魏恒玲,宿俊吉.  棉花学报. 2017(S1)
[8]棉花种质资源收集鉴定与创新利用[J]. 杜雄明,刘方,王坤波,贾银华,周忠丽,何守朴,龚文芳,潘兆娥,王立如,耿晓丽,庞保印.  棉花学报. 2017(S1)
[9]棉花产品质量安全与风险评估研究进展[J]. 魏守军,唐淑荣,匡猛,王延琴,马磊.  棉花学报. 2017(S1)
[10]桑树类黄酮3–O–葡萄糖基转移酶基因的鉴定及主效基因功能分析[J]. 梁燕梅,朱攀攀,李军,赵爱春,刘长英,UMUHOZA Diane,李镇刚,鲁成,余茂德.  园艺学报. 2015(10)

硕士论文
[1]单加氧酶转基因在棉花基因组中表达稳定性和转基因雄性不育性研究[D]. 甘仪梅.华中农业大学 2008



本文编号：3645353