拟南芥ms1回复突变筛选及基因定位

发布时间：2017-09-19 18:38

  本文关键词：拟南芥ms1回复突变筛选及基因定位

  更多相关文章： 拟南芥 雄性不育 ms1 诱变 回复突变 基因定位

【摘要】：雄性不育是作物杂种优势利用的重要物质基础,也是植物发育生物学的研究热点。杂交水稻的推广应用为我国粮食增产作出了重要贡献,优良不育系的选育是其重点和难点,其中不受光温影响的细胞核不育由于缺乏保持系而难以在生产上利用。本研究利用水稻PTC1与拟南芥MS1同源关系,以及拟南芥作为模式植物诸多的实验研究优势,通过对拟南芥msl回复突变筛选体系的构建、回复突变体的筛选,然后在水稻中寻找其相应的同源基因来研究水稻中PTC1上下游调控因子。进而为创造细胞核不育的保持系奠定基础。主要结果如下：1、由于拟南芥ms1不育,为了能在诱变M1代中获得隐性回复突变,本研究引入糖皮质激素受体系统(GR, Glucocorticoid Receptor),创建了带有proMS1:MS1:GR载体的msl转基因植株。这样就在不改变ms1基因型情况下实现了对突变体育性的操控,为诱变工作打下基础。2、利用甲基磺酸乙酯(EMS)对ms1-GR的种子进行化学诱变处理,在M1代中筛选到5株育性回复的单株,分别是16、61、89、98、111。对这些回复单株的果夹、花药、花粉等进行了细胞学观察。一方面,相较于msl,各回复单株表现为果夹变长、花粉正常可育,能正常结实和产生可育种子,表明这些单株育性回复。另一方面,各回复单株存在部分成熟花粉形状不规则、表面纹路异常,果夹内有发育不正常的种子等情况。表明育性相关表型与野生型存在不同程度差异。3、利用分子生物学手段对各单株进行背景确认,结果显示5个回复单株均是纯合ms1基因型。回复株98与野生型杂交F2分离群体中,没有转基因片段仍然可育,即排除了转基因片段逃逸进核内引起的育性回复的情况。4、将回复单株98与野生型(Ler)杂交,杂交F2代中随机选取30株纯合msl可育单株混池建库进行测序,并运用MutMap的方法进行快速基因定位。结合突变方式和表达模式确定候选基因AT1G21470,命名为Sms1-98。重测序结果显示,Smsl-98第一个外显子上一个单碱基突变导致基因转录提前终止。目前没有关于基因Sms1-98的报道,蛋白序列比对结果显示,Sms1-98具有CCCH锌指结构域,并且这个结构域在许多植物物种中都比较保守。表达谱预测显示Smsl-98在茎生叶、萼片、成熟花粉、角果等器官中有较高表达。5、对Smsl-98水稻中同源基因LOC_Os06g42020.1(OsSms1-98)的初步分析发现,目前没有关于此基因的相关报道,氨基酸序列分析显示OsSms1-98属于C-X8-C-X5-C-X3-H类锌指蛋白家族基因。表达模式预测显示主要在幼穗原基、幼穗、种子有较高表达量,说明OsSms1-98有可能参与水稻的花发育过程。最后对其在杂交水稻育种上的运用前景进行了展望。
【关键词】：拟南芥 雄性不育 ms1 诱变 回复突变 基因定位
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 缩写词及其英汉对照10-11
• Ⅰ 文献综述11-28
• 1 水稻杂种优势利用概述11-15
• 1.1 “三系法”杂交稻11-12
• 1.2 “两系法”杂交稻12-13
• 1.3 智能不育杂交稻13-15
• 2 模式植物拟南芥15-16
• 3 拟南芥、水稻花药发育及雄性不育研究进展16-25
• 3.1 拟南芥、水稻花药结构16-17
• 3.2 拟南芥、水稻花药发育过程17-21
• 3.3 拟南芥雄性不育相关基因21-22
• 3.4 水稻雄性不育相关基因22-24
• 3.5 水稻PTC1与拟南芥MS1的同源性24-25
• 4 EMS的作用机制与作用特点25-27
• 4.1 EMS的作用机制25-26
• 4.2 EMS诱变特点26
• 4.3 EMS诱变应用现状26-27
• 5 开题设想27-28
• Ⅱ 材料与方法28-38
• 1 供试材料28-29
• 1.1 拟南芥材料28
• 1.2 主要分子生物学试剂28
• 1.3 主要仪器设备28-29
• 2 试验方法29-38
• 2.1 拟南芥的种植29-30
• 2.2 转基因植株获得30-34
• 2.3 回复突变的诱变和筛选34-35
• 2.4 回复突变基因定位35
• 2.5 细胞学观察35-37
• 2.6 生物信息学分析37-38
• Ⅲ 结果与分析38-57
• 1 转基因植株ms1-GR的创建38-39
• 2 回复突变的筛选及鉴定39-51
• 2.1 回复突变结实表型鉴定39-41
• 2.2 回复突变花粉育性鉴定41-45
• 2.3 回复突变花药的细胞形态学观察45-49
• 2.4 回复突变体背景鉴定49-51
• 3 回复突变98的基因定位51-57
• 3.1 Sms1-98的基因结构及突变方式52-53
• 3.2 Sms1-98基因表达谱的生物信息学分析53-55
• 3.3 Sms1-98基因的聚类分析55-57
• Ⅳ 讨论57-63
• 1 回复单株育性表型异常57
• 2 关于Sms1-98功能57-58
• 3 关于Sms1-98水稻同源基因58-60
• 4 Sms1-98水稻同源基因操控水稻育性的设想60-63
• 参考文献63-72
• 致谢72-73

【相似文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 冯光辉;紫花苜蓿(Medicago sativa L.)雄性不育突变体ms1的细胞学观察[D];兰州大学;2012年

2 李亚东;拟南芥ms1回复突变筛选及基因定位[D];四川农业大学;2016年

，

本文编号：883290