小麦穗发育异常相关基因TaSDA1的定位研究

发布时间：2017-05-20 15:09

  本文关键词：小麦穗发育异常相关基因TaSDA1的定位研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：小麦(Triticum astivum L.)是世界上种植面积最大的粮食作物,其生产能力直接影响全球粮食安全。当前,随着人口数量的增加和消费水平的提高,对小麦产量潜力的要求越来越高。小麦产量构成三因素是单位面积穗数、穗粒数和千粒重,这些产量性状的优劣都取决于小麦穗部的发育状况。所以,研究发掘与穗部发育相关的基因,对于小麦产量性状的遗传改良具有重要意义。目前研究小麦穗部发育相关基因的报道较少。利用突变体来研究穗部发育相关基因,有利于探明穗部发育的遗传机理,从而为应用分子育种提升小麦产量潜力奠定理论基础。本研究所用的试验材料是在育种试验田发现的穗发育畸形突变体(SDA1),由隐性多效性单基因(TaSDA1)控制,表现为穗部发育萎缩、雄蕊完全败育、雌蕊活力极低、很难结实、叶片变窄、植株变矮等。对基因TaSDA1的定位研究包括:调查SDA1与野生型的主要农艺性状差异;分析SDA1与野生型的叶片差异蛋白;利用由突变杂合体与“陕麦94”杂交构建的F2群体开展基因定位研究。研究内容与结果如下:1、对SDA1与野生型的主要农艺性状的调查包括小麦的株高、抽穗期、旗叶长与宽、穗长、小穗数等。对数据结果进行独立样本t测验,发现SDA1穗色变浅,小穗数变少、穗长变短,小花发育异常,雄蕊完全败育、雌蕊萎缩,很难结实;植株发育变缓,抽穗期推迟,株高变矮,旗叶变窄。2、利用SSR微卫星标记,通过混合分离分析(BSA)和群体连锁分析对F2分离群体进行基因定位。确定基因Ta SDA1位于小麦6B染色体分子标记barc136和SWES181之间,分别为24.49cM和11.08cM的遗传距离。3、利用双向电泳技术对SDA1与其野生型材料的抽穗期叶片总蛋白进行双向电泳,并对差异的蛋白质点做质谱。质谱图用软件PDQuest8.0.1分析,共得出27个差异点蛋白,其中23质谱检测成功,与野生型相比,SDA1有6个表现缺失,17个蛋白表达下调。这些差异蛋白参与植物的光合作用、抗氧胁迫、能量代谢、抗逆境胁迫、mRNA编辑过程以及蛋白合成等过程。从另一方面证明TaSDA1基因具有多效性。4、对获得的差异蛋白进行荧光定量PCR验证。发现核酮糖1,5二磷酸羧化酶大亚基蛋白(SSP2)、叶绿体PtrTox结合蛋白(SSP6)、翻译延伸因子(SSP15)、磷酸丙糖异构酶(SSP12)在转录水平与蛋白表达结果一致。表明这些表达差异蛋白的基因的转录水平与蛋白表达的结果一致。
【关键词】：小麦(Triticum aestivum L) 穗突变体 基因定位 差异蛋白
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 文献综述11-20
• 1.1 小麦产量相关性状11-12
• 1.1.1 植物穗部相关性状的研究进展11-12
• 1.1.2 小麦穗部性状的研究12
• 1.2 蛋白质组学的基因定位应用12-15
• 1.2.1 双向电泳技术应用及发展12-13
• 1.2.2 质谱技术( Mass Spectrometry, MS)13
• 1.2.3 双向电泳技术在植物基因组中的应用13-15
• 1.2.4 利用双向电泳技术研究小麦旗叶叶片与穗部发育研究进展15
• 1.3 分子标记技术在基因定位中的应用15-16
• 1.4 荧光定量技术16-18
• 1.4.1 荧光定量技术的定量分析方法17-18
• 1.4.2 荧光定量PCR技术在实践中的应用18
• 1.5 本研究目的意义18-19
• 1.6 研究路线19-20
• 第二章 突变体与野生型主要农艺性状的研究20-22
• 2.1 材料与方法20-21
• 2.1.1 供试小麦材料20
• 2.1.2 调查分析方法20-21
• 2.2 结果与分析21
• 2.3 讨论21-22
• 第三章 TaSDA1基因定位22-26
• 3.1 试验材料22
• 3.2 基因定位方法22-23
• 3.2.1 CTAB提取DNA方法22-23
• 3.3 PCR扩增和标记检测23-24
• 3.3.1 PCR扩增23
• 3.3.2 聚丙烯酰氨凝胶电泳23-24
• 3.4 结果与分析24-25
• 3.5 讨论25-26
• 第四章 突变体与野生型叶片差异蛋白分析与荧光定量验证26-35
• 4.1 试验材料26
• 4.2 叶片蛋白双向电泳26-28
• 4.2.1 TCA/丙酮沉淀法提取叶片蛋白26
• 4.2.2 浓度的测定26
• 4.2.3 双向电泳26-27
• 4.2.4 凝胶染色27
• 4.2.5 凝胶图谱分析27
• 4.2.6 蛋白质谱27
• 4.2.7 差异蛋白的Q-PCR分析27-28
• 4.2.8 差异表达蛋白质的功能分析28
• 4.3 叶片蛋白双向电泳结果28-31
• 4.3.1 叶片总蛋白 2-DE凝胶图28-29
• 4.3.2 差异蛋白的分析29-30
• 4.3.3 差异表达蛋白荧光定量分析30-31
• 4.4 讨论31-35
• 4.4.1 SDA1光合作用蛋白表达下调31-32
• 4.4.2 SDA1植株的抗氧能力有所下降32
• 4.4.3 SDA1植株在能量代谢方面下降32-33
• 4.4.4 SDA1抗胁迫能力代谢下降33
• 4.4.5 SDA1的m RNA编辑及蛋白合成过程受阻33-34
• 4.4.6 SDA1中其他蛋白变化34-35
• 第五章 结论35-36
• 5.1 突变体SDA1与野生型的农艺性状差异35
• 5.2 TaSDA1基因定位结果35
• 5.3 突变体SDA1与野生型蛋白差异35-36
• 参考文献36-42
• 附表42-46
• 致谢46-47
• 作者简介47

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 庄菊良;小麦穗蚜发生特点与防治[J];江苏农业科学;1993年03期

2 王昌家,颜若丽,张荣国,郑秀英;小麦穗螨的识别与防治[J];现代化农业;2001年07期

3 白广京,朱德慧,鲍莉,汪爱田,戚尚恩;宿州市小麦穗蚜暴发为害的成因分析[J];中国植保导刊;2004年10期

4 赵同芳;王辅德;蔡剑萍;;收获前田间喷药对抑制小麦穗上萌芽的作用意义与目的[J];植物生理学通讯;1959年03期

5 董明理;;小麦穗选麦糠贮藏[J];农业科技通讯;1981年05期

6 储德勤;汤传华;;低浓度药液防治小麦穗蚜效果好[J];农业科技通讯;1982年04期

7 王玉亭;;去年定县小麦穗选的经验[J];中国农业科学;1952年05期

8 米国华;;小麦穗的不均衡发育[J];河北农业技术师范学院学报;1989年02期

9 易法栋,沈康荣,汪晓春;小麦穗粒发芽的特点及对策[J];湖北农业科学;1992年04期

10 李广义,王炜,赵素梅,王洪英;抗蚜威防治小麦穗蚜效果显著[J];植物保护;1993年03期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 邢彩云;胡锐;司德智;黄晓燕;王超;苏聪玲;;几种杀虫剂防治小麦穗蚜试验效果[A];河南省植保学会第九次、河南省昆虫学会第八次、河南省植病学会第三次会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2009年

2 赵昌平;诸德辉;董克勤;郭晓维;李鸿详;吴晓琴;常红;;冬小麦穗、粒、重协调平衡关系研究Ⅲ.品种、营养生长积温对小麦粒数和粒重的影响[A];第一届全国青年作物栽培作物生理学术会文集[C];1993年

中国重要报纸全文数据库 前8条

1 张旭阳;积极行动立即查治小麦穗蚜[N];临汾日报;2006年

2 温玉星;及早防治小麦穗蚜[N];太原日报;2007年

3 夏普;河南小麦穗蚜呈重发态势[N];农资导报;2008年

4 张怀卿;防治小麦穗蚜抓好关键环节[N];菏泽日报;2005年

5 郑铭 申丽娟;小麦穗做出大文章[N];新乡日报;2014年

6 刘占良;植保部门建议尽快防治小麦穗蚜[N];商洛日报;2008年

7 鹿邑县杨湖口乡农业服务中心 刘金雷;怎样防治小麦穗蚜及病害[N];周口日报;2007年

8 记者 李佑民;切实抓好当前抗旱保春管工作[N];陕西日报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 马猛;小麦穗部病毒诱导基因沉默体系的建立及籽粒大小相关基因TaCYP78A3和TaCYP78A5的功能研究[D];西北农林科技大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 侯立江;小麦穗长性状的QTL分析[D];西北农林科技大学;2015年

2 刘昌欣;水分亏缺对小麦穗部基因表达及光合特性的影响[D];西北农林科技大学;2015年

3 李怡香;氮肥和密度对小麦穗粒数形成的影响及生理基础[D];南京农业大学;2014年

4 王妮妮;前期干旱对小麦穗粒数形成的影响及其生理基础[D];南京农业大学;2014年

5 周丽敏;小麦穗发育异常相关基因TaSDA1的定位研究[D];西北农林科技大学;2016年

6 张磊;水分亏缺对不同抗旱性小麦穗部光合及花前~(14)C-同化物分配的影响[D];西北农林科技大学;2013年

7 杨迪;温光敏雄性不育小麦穗部发育时期均一化cDNA文库的构建、鉴定和EST分析以及减数分裂时期细胞骨架荧光标记体系探索[D];华中农业大学;2009年

8 戴晓琴;外源ABA和ZT对小麦穗花发育调控效应的研究[D];河北农业大学;2002年

9 宋全昊;小麦穗部发育基因SDA1的遗传分析与基因定位[D];西北农林科技大学;2013年

10 李俊周;小麦穗部相关性状的遗传与QTL分析[D];河南农业大学;2005年

  本文关键词：小麦穗发育异常相关基因TaSDA1的定位研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：381985