水稻株高和叶片衰老相关基因DDL1的克隆与功能研究

发布时间：2022-12-11 07:59

　　水稻（Oryza sativa）株高是影响水稻株型及产量的关键因素之一,水稻矮秆资源在育种上的成功应用,使水稻产量得到了大幅度提高,但是,单一的遗传背景会使育成品种的抗性下降。因此开展矮秆基因的定位与克隆,进一步揭示水稻矮化的分子机制,将水稻矮化育种的开展提供理论和实践依据。本研究利用EMS诱变的方法获得了植株矮化、叶色深绿的突变体材料,将其命名为dwarf and dark green leaf 1-1（ddl1-1）。本研究以野生型和ddl1-1突变体为试材,详细观察了ddl1-1突变体的株高、叶绿素含量、叶片衰老等表型;采用图位克隆的方法定位并克隆了ddl1-1的突变位点。主要研究结果如下:1.水稻ddl1-1突变体植株发生明显矮化。水稻ddl1-1突变体在成熟期株高为46cm左右,仅为野生型株高的46%。与野生型相比,ddl1-1突变体的各个节间均显著缩短,且缩短比例基本一致。ddl1-1突变也导致其他农艺性状发生改变。分蘖数极显著高于野生型,结实率、穗粒数极显著降低,一次枝梗及二次枝梗明显变少,生物产量极显著降低。2.定位和克隆了水稻DDL1基因。遗传分析结果表明,ddl1-... 

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 前言
    1.1 作物产量与株高的关系
    1.2 水稻矮化的分子机制研究
        1.2.1 赤霉素(Gibberellin,GAs)对水稻株高的影响
        1.2.2 油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)对水稻株高的影响
        1.2.3 其他控制水稻株高的因素
    1.3 叶片衰老的研究进展
        1.3.1 水稻叶片衰老与叶绿体降解相关
        1.3.2 水稻叶片衰老与植物激素相关
        1.3.3 能量代谢途径参与调控叶片衰老
        1.3.4 其他调控叶片衰老的基因
    1.4 本研究的目的与意义
2 材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 试验所用菌株及载体
        2.1.3 试验试剂
        2.1.4 试验仪器
    2.2 试验方法
        2.2.1 遗传群体构建及遗传分析
        2.2.2 样本采集及突变体农艺性状调查
        2.2.3 DNA提取
        2.2.4 PCR扩增反应
        2.2.5 琼脂糖凝胶电泳检测
        2.2.6 检测突变体幼苗对GA3 处理的反应
        2.2.7 图位克隆
        2.2.8 水稻叶片衰老检测
        2.2.9 水稻RNA提取和反转录合成cDNA
        2.2.10 基因表达水平检测
        2.2.11 回收目的片段
        2.2.12 检测突变体对外源BR处理的反应
        2.2.13 载体构建
3 结果与分析
    3.1 ddl1-1 突变导致水稻矮化
    3.2 ddl1-1 突变改变水稻多个农艺性状
        3.2.1 ddl1-1 突变对水稻分蘖的影响
        3.2.2 ddl1-1 突变对水稻穗部分枝及粒型的影响
        3.2.3 ddl1-1 突变对产量构成要素的影响
        3.2.4 ddl1-1 突变对生物产量及经济系数的影响
    3.3 ddl1-1 突变体的定位与克隆
        3.3.1 遗传分析
        3.3.2 ddl1-1 的初定位
        3.3.3 ddl1-1 的精细定位
    3.4 DDL1 基因互补验证的载体构建
    3.5 ddl1-1 突变体对外施 GA 的响应
    3.6 ddl1-1 对外施 BR 的响应
    3.7 DDL1 调控水稻叶绿素的合成与降解
    3.8 DDL1 是水稻叶片衰老的负向调节因子
4 讨论与结论
    4.1 DDL1 调控水稻株高的分子机制
    4.2 DDL1 是装饰型持绿基因,正向调控叶片衰老
    4.3 叶绿素的代谢与持绿性的关系
参考文献
致谢
攻读学位论文期间发表文章


【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻矮化小穗突变d18新等位基因的发现及生理功能分析[J]. 徐江民,方云霞,曾龙军,徐娜,焦然,胡娟,马路,肖飒清,黄玲,胡江,饶玉春,王跃星.  中国科学:生命科学. 2018(06)



本文编号：3718418