大麦穗发育相关基因的鉴定和功能分析
发布时间：2021-06-17 23:13
本论文为了鉴定参与穗发育过程的关键基因,利用反向遗传学、正向遗传学以及生物信息学方法开展了相关研究。研究结果如下:1.用已报道的水稻和玉米中参与花序发育的基因作为参考找到大麦中的同源基因,应用CRISPR-Cas9 系统构建敲除载体。以 Cold1（Chilling-tolerance divergence1）和CSA（Carbon starved anther）基因进行遗传转化实验,初步建立了大麦转化体系。我们敲除了 12个与水稻、玉米和拟南芥花序发育相关的大麦同源基因,获得转基因苗,其中鉴定到cold1,qSW5（QTL for seed widthonchromosome5）发生基因突变,并进行了表型观察。在大田中我们发现大麦cold1突变体的株高矮于野生型,在温室5℃-8℃处理2周幼苗,成熟大麦从第12天开始出现突变体植株矮于野生型,但没有田里材料显著。说明HvCold1可能参与大麦株型发育,并和温度因子相关,对该基因的功能进行了初步分析。2.为了研究激素在大麦穗发育中的功能,通过生物信息学方法在大麦基因组中鉴定到36个生长素/吲哚乙酸（Aux/IAA,Auxin/indole...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２不同棱形基因座的穗型［３｜］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｐｉｋｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｏｗ－ｔｙｐｅ?ｌｏｃｉ??：，：，ｖｗ：
宁夏大学硕士学位论文?第二章应用ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９系统鉴定大麦穗发育相关基因??ＩｒｙＦｉＤＤ??Ｓｅｅｄｌｉｎｇ?Ｄｏｕｂｌｅ?ｒｉｄｇｅ?Ｌｅｍｍａ?ｐｒｉｍｏｒｄｉｕｍ?Ｓｔａｍｅｎ?ｐｒｉｍｏｒｄｕｉｍ?Ａｗｎ?ｐｒｉｍｏｒｄｕｉｍ?Ｗｈｉｔｅ?ａｎｔｈｅｒ??ＳＯ?ＤＲ?ＬＰ?ＳＰ?ＡＰ?ＷＡ??图２－２大麦主要的穗发育时期??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｔｈｅ?ｍａｊｏｒ?ｐｈａｓｅｓ?ｏｆ?ｂａｒｌｅｙ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ??（Ａ）?Ｓｅｅｄｌｉｎｇ：幼苗期，（Ｂ）?Ｄｏｕｂｌｅ?ｒｉｄｇｅ：双脊期，（Ｃ）?Ｌｅｍｍａ?ｐｒｉｍｏｒｄｉｕｍ：外稃原基期，（Ｄ）?Ｓｔａｍｅｎ?ｐｒｉｍｏｒｄｉｕｍ：??雄蕊原基期，（Ｅ）?Ａｗｎ?ｐｒｉｍｏｒｄｉｕｍ：芒原基期，（Ｆ）?Ｗｈｉｔｅ?ａｎｔｈｅｒ：白色花药期；??同时，对表２－１中１４个穗发育可能相关基因的表达水平检测，我们关注的时期是：双脊期、??外稃原基期、雄蕊原基期和芒原基期。ｑＲＴ－ＰＣＲ结果表明，和在穗发育阶段有??显著的髙表达，／／ｖＣ＆４在大麦穗发育过程中有较显著的高表达，／／ｖＦ￡＾２、／／ｖＣｒ２、ｉ／ｖＣ０２、／／ｖｉ／＼??／／ｖ７Ｕ膨、你矽奶和Ｚ／ｖＣｏＷ／在大麦穗发育阶段的表达较高，而价／／ｖ７ＸＷ和价＿Ｌ４Ｃ??在穗发育阶段的表达量低，／／ｖＫＥＬＯ没检测到相应的数据。但由于这四个基因在水稻／拟南芥／玉米??中的同源基因均与花序分枝相关，因而我们对以上１４个基因进行ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９载体构建（图２－??３）。??ＨｖＦＥＡ２?ＩＩ?ＨＩ／ＣＴ２?ＨｖＡＶＰＩ?Ｈ／ＣＫＸ２￣??８０１?１２－１?１２＊１?ｙ
宁夏大学硕士学位论文?第二章应用ＣＲ１ＳＰＲ／Ｃａｓ９系统鉴定大麦穗发育相关基因??Ｂ?Ｉｍｍａｔｕｒｅ?ｅｍｂｒｙｏ?ｉｓｏｌａｔｉｏｎ???＇Ｋ?｜Ｈ?Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ?ｍｅｄｉａｔｅｄ??Ｍ?ｌ?Ｍｔｍｎｓｆ〇ｒｍａｔｉ〇ｎ??—＿■■??Ｒｏｏｔ?ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?Ｓｈｏｏｔ?ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?Ｃｏ－ｃｕｌｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ??图２－４农杆菌介导的大麦转化过程??Ｆｉｇｕｒｅ?２－４?Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ－ｍＱｄｉａｔＱｄ?ｔｒａｎｓｆｏｎｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂａｒｌｅｙ??（Ａ）大麦未成熟穗，（Ｂ）未成熟胚的分离，（Ｃ）农杆菌侵染后共培养三天以及筛选４５天，（Ｄ）分化出芽２周，??（Ｅ）生根２周。??注：本图由李刚师兄提供。??２＿２＿５转基因植株的ＤＮＡ鉴定??通过上述遗传转化体系共得到了?１４个基因共４２２棵ＴＯ代幼苗，其中由于侵染、共培养和筛??选过程中一些幼胚未能将目的基因整合到大麦基因组中、操作过程中人为造成的污染等原因使得??所得幼苗较少。对以上所得幼苗进行基因组ＤＮＡ的提取，用Ｃａｓ９－Ｆ／Ｒ这对引物进行ＰＣＲ验证，??获得６５５ｂｐ大小的片段，而野生型中无片段，即得到阳性苗４２２棵，成苗率为２１．５％（４２２／１９６０），??阳性率为１００％。初步验证Ｃａｓ９载体己成功整合到了大麦基因组中（表２－４）。本小节实验结果以??（：〇／沿（〇７／／／／叩－？〇以脈＾伽２叹挪＾／）为例，１８棵丁０代幼苗都具有６５５匕口大小的条带（图２－５）。??表２－４获得幼苗及阳性苗数目??Ｔａｂｌｅ?２－４?Ｏｂｔａｉｎ?ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｓｅｅｄｌｉｎｇ
本文编号：3236100
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
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【学位级别】：硕士
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图１－２不同棱形基因座的穗型［３｜］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｐｉｋｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｏｗ－ｔｙｐｅ?ｌｏｃｉ??：，：，ｖｗ：
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宁夏大学硕士学位论文?第二章应用ＣＲ１ＳＰＲ／Ｃａｓ９系统鉴定大麦穗发育相关基因??Ｂ?Ｉｍｍａｔｕｒｅ?ｅｍｂｒｙｏ?ｉｓｏｌａｔｉｏｎ???＇Ｋ?｜Ｈ?Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ?ｍｅｄｉａｔｅｄ??Ｍ?ｌ?Ｍｔｍｎｓｆ〇ｒｍａｔｉ〇ｎ??—＿■■??Ｒｏｏｔ?ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?Ｓｈｏｏｔ?ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?Ｃｏ－ｃｕｌｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ??图２－４农杆菌介导的大麦转化过程??Ｆｉｇｕｒｅ?２－４?Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ－ｍＱｄｉａｔＱｄ?ｔｒａｎｓｆｏｎｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂａｒｌｅｙ??（Ａ）大麦未成熟穗，（Ｂ）未成熟胚的分离，（Ｃ）农杆菌侵染后共培养三天以及筛选４５天，（Ｄ）分化出芽２周，??（Ｅ）生根２周。??注：本图由李刚师兄提供。??２＿２＿５转基因植株的ＤＮＡ鉴定??通过上述遗传转化体系共得到了?１４个基因共４２２棵ＴＯ代幼苗，其中由于侵染、共培养和筛??选过程中一些幼胚未能将目的基因整合到大麦基因组中、操作过程中人为造成的污染等原因使得??所得幼苗较少。对以上所得幼苗进行基因组ＤＮＡ的提取，用Ｃａｓ９－Ｆ／Ｒ这对引物进行ＰＣＲ验证，??获得６５５ｂｐ大小的片段，而野生型中无片段，即得到阳性苗４２２棵，成苗率为２１．５％（４２２／１９６０），??阳性率为１００％。初步验证Ｃａｓ９载体己成功整合到了大麦基因组中（表２－４）。本小节实验结果以??（：〇／沿（〇７／／／／叩－？〇以脈＾伽２叹挪＾／）为例，１８棵丁０代幼苗都具有６５５匕口大小的条带（图２－５）。??表２－４获得幼苗及阳性苗数目??Ｔａｂｌｅ?２－４?Ｏｂｔａｉｎ?ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｓｅｅｄｌｉｎｇ
本文编号：3236100
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