大豆雄性不育基因的克隆及其功能研究
发布时间：2021-08-05 21:39
大豆（Glycine max（Linn.）Merr）雄性不育基因的研究在大豆杂种优势利用和育种中具有十分重要的理论作用,在大幅度提高大豆产量中具有极大的应用价值与现实意义。大豆雄性不育基因的相关研究不仅可加深对大豆不育机理了解,更有助于对杂种优势的利用。为研究验证候选基因MSA的功能,本论文首先对大豆雄性不育候选基因进行进一步的缩小定位区间,目的是减少候选基因的数量;其次,对野生型和突变体花粉的减数分裂进行了细胞学观察,分析可能在减数分裂过程中存在异常导致育性发生改变;进一步对大豆雄性不育候选基因cDNA全长进行同源克隆,并根据基因序列对其进行生物学信息学分析,通过氨基酸序列预测其蛋白质的结构及功能,利用qRT-PCR的方法对目的基因在大豆各组织中（根、茎、叶、花）的表达特性进行分析;最后本实验构建了CRISPR基因编辑载体和PBI121功能互补载体,并成功将功能互补载体转入拟南芥雄性不育突变体中,得到F1代种子和观察到目标表型。通过构建功能互载体、遗传转化拟南芥雄性不育突变体、观察表型证明基因MSA的功能是调控大豆育性。上述试验内容,为继续深入研究大豆雄性不育基...
【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
已知雄性不育，雌性可育基因的位置
图 2-1.定位区间内 SSR 标记多态性筛选Figure 2-1. SSR marker polymorphism screening in the localization interval.3.2 缩进候选基因定位区间结果用上述筛选的在两个亲本中黄 13 和 ms12 突变体中具有多态性的 6 个 SSR 标（10_052、10_027、10_028、10_029、10_016、10_020）筛选中黄 13 和 ms1变体的后代 F5和 F6群体中的交换单株，F5群体来自 2017 年海南实验基地，F体群体来自 2018 年顺义实验基地，F5和 F6群体共计 1200 个单株。经非变性聚烯酰胺凝胶电泳检测分析，未能在 F5和 F6群体筛选到交换单株。故未能进一步小候选基因定位区间。.4 讨论大豆雄性不育基因的定位是研究其基因功能的基础，近些年来分子标记技术得较快的发展，目前科学家们研究绝大多数的大豆基因定位几乎都采用 SSR 标技术，SSR 标记技术操作简便且稳定性良好，利用其筛选交换单株来缩小定位
图 3-1.花粉减数分裂观察Figure 3-1. Pollen meiosis observed in each period3.4 讨论大豆正常的减数分裂过程在其生长发育中起着至关重要的作用，其过程中任何一个阶段的异常都有可能导致植物育性的改变。目前国内外对于大豆花粉减数分裂的研究相对较少，减数分裂其具体现象的观察研究也较为匮乏，尤其是农作物，故进一步深入研究大豆减数分裂过程尤为必要。观察 ZP661 野生型与 ms12 突变体完整的减数分裂过程，有助于我们找到雄性不育的形成时期、发生的具体现象并且加深对大豆雄性不育分子机理的理解。李曙光[105]等对大豆核雄性不育突变体 NJS-1H 的减数分裂进行观察，发现在减数第一次分裂过程中染色体出现联会异常现象，在末期不能形成正常的四分体，这一异常现象最后导致其植株花粉败育。拟南芥 RCK 基因的表达导致减数第一次分裂前期二价体的减少，使得拟南芥突变体表现出生育力缺陷[130]，这是较为典型的由单一基因表达调控的减数分裂异常所导致的花粉败育现象。Mo W 等人研究发
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国影响全球大豆贸易格局 未来将成巴西大豆最大进口国[J]. 邵海鹏. 中国食品. 2019(Z1)
[2]东北寒地大豆高产栽培技术的思考[J]. 刘丽艳. 农业开发与装备. 2019(01)
[3]植物CMS不育基因的研究进展[J]. 杨慧丽,杨露,张怀胜,林亚楠,李冰,薛亚东. 广东农业科学. 2018(10)
[4]大豆抗大豆花叶病毒病基因研究进展[J]. 王大刚,李凯,智海剑. 中国农业科学. 2018(16)
[5]玉米中绒毡层发育调控基因ZmUdt1克隆的生物信息学分析[J]. 高嵩,吕庆雪,何欢,张建新,张志军,宋广树,刘伟. 华北农学报. 2018(01)
[6]利用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得水稻OsWOX9C基因突变体[J]. 叶世伟,方芳,梁婉琪. 分子植物育种. 2018(15)
[7]浅析玉米杂交制种技术[J]. 吕庆雪,于彩虹,李毅丹,高嵩,牟勇,林志,宋广树,刘伟. 分子植物育种. 2018(12)
[8]F型小麦不育系育性与杂种优势研究[J]. 温辉芹,马惠英,裴自友,任永康,程天灵,李雪,卜斌,牛瑜琦,唐朝晖. 山西农业科学. 2017(08)
[9]大豆杂种优势利用研究现状与前景[J]. 樊志明. 大豆科技. 2017(03)
[10]绒毡层发育和激素对拟南芥育性的影响[J]. 张艳,何勇,李建雄,田志宏. 安徽农学通报. 2017(06)
博士论文
[1]水稻光敏感雄性核不育基因pms1的克隆与功能分析[D]. 范优荣.华中农业大学 2016
[2]水稻雄性不育突变体gsl5的基因克隆及不育机理研究[D]. 师晓.中国农业科学院 2015
[3]拟南芥AtHMGB15基因在花粉管萌发生长过程中的功能研究[D]. 王玉娇.中国农业大学 2014
[4]水稻和红麻雄性不育相关基因MS5的克隆、表达及转基因研究[D]. 唐向民.广西大学 2012
[5]水稻光敏感核不育基因pms3的克隆与广亲和基因S5的功能研究[D]. 丁寄花.华中农业大学 2011
[6]水稻矮杆、脆茎突变体dwb1的定位及水稻白叶枯病抗性的遗传机理研究[D]. 于彦春.浙江大学 2004
硕士论文
[1]川桑着丝粒与端粒重复序列及染色体定位[D]. 王圣.西南大学 2016
[2]水稻雄性不育基因MIL3的图位克隆与功能研究[D]. 冯梦诗.扬州大学 2016
[3]CRISPR/Cas9介导的大豆基因组定点编辑研究[D]. 蔡宇鹏.中国农业科学院 2016
[4]大豆光周期开花控制基因GmELF4的克隆及功能验证[D]. 史丹宁.中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所） 2015
[5]玉米隐性核不育基因ms6044的定位、克隆及其败育过程细胞学观察[D]. 徐春艳.山东农业大学 2014
[6]一个新的小麦白粉病抗性基因的发现与分子标记定位[D]. 高海东.南京农业大学 2011
[7]拟南芥雄性不育基因MS157的克隆及功能分析[D]. 李晖.上海师范大学 2007
本文编号：3324503
【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
已知雄性不育，雌性可育基因的位置
图 2-1.定位区间内 SSR 标记多态性筛选Figure 2-1. SSR marker polymorphism screening in the localization interval.3.2 缩进候选基因定位区间结果用上述筛选的在两个亲本中黄 13 和 ms12 突变体中具有多态性的 6 个 SSR 标（10_052、10_027、10_028、10_029、10_016、10_020）筛选中黄 13 和 ms1变体的后代 F5和 F6群体中的交换单株，F5群体来自 2017 年海南实验基地，F体群体来自 2018 年顺义实验基地，F5和 F6群体共计 1200 个单株。经非变性聚烯酰胺凝胶电泳检测分析，未能在 F5和 F6群体筛选到交换单株。故未能进一步小候选基因定位区间。.4 讨论大豆雄性不育基因的定位是研究其基因功能的基础，近些年来分子标记技术得较快的发展，目前科学家们研究绝大多数的大豆基因定位几乎都采用 SSR 标技术，SSR 标记技术操作简便且稳定性良好，利用其筛选交换单株来缩小定位
图 3-1.花粉减数分裂观察Figure 3-1. Pollen meiosis observed in each period3.4 讨论大豆正常的减数分裂过程在其生长发育中起着至关重要的作用，其过程中任何一个阶段的异常都有可能导致植物育性的改变。目前国内外对于大豆花粉减数分裂的研究相对较少，减数分裂其具体现象的观察研究也较为匮乏，尤其是农作物，故进一步深入研究大豆减数分裂过程尤为必要。观察 ZP661 野生型与 ms12 突变体完整的减数分裂过程，有助于我们找到雄性不育的形成时期、发生的具体现象并且加深对大豆雄性不育分子机理的理解。李曙光[105]等对大豆核雄性不育突变体 NJS-1H 的减数分裂进行观察，发现在减数第一次分裂过程中染色体出现联会异常现象，在末期不能形成正常的四分体，这一异常现象最后导致其植株花粉败育。拟南芥 RCK 基因的表达导致减数第一次分裂前期二价体的减少，使得拟南芥突变体表现出生育力缺陷[130]，这是较为典型的由单一基因表达调控的减数分裂异常所导致的花粉败育现象。Mo W 等人研究发
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国影响全球大豆贸易格局 未来将成巴西大豆最大进口国[J]. 邵海鹏. 中国食品. 2019(Z1)
[2]东北寒地大豆高产栽培技术的思考[J]. 刘丽艳. 农业开发与装备. 2019(01)
[3]植物CMS不育基因的研究进展[J]. 杨慧丽,杨露,张怀胜,林亚楠,李冰,薛亚东. 广东农业科学. 2018(10)
[4]大豆抗大豆花叶病毒病基因研究进展[J]. 王大刚,李凯,智海剑. 中国农业科学. 2018(16)
[5]玉米中绒毡层发育调控基因ZmUdt1克隆的生物信息学分析[J]. 高嵩,吕庆雪,何欢,张建新,张志军,宋广树,刘伟. 华北农学报. 2018(01)
[6]利用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得水稻OsWOX9C基因突变体[J]. 叶世伟,方芳,梁婉琪. 分子植物育种. 2018(15)
[7]浅析玉米杂交制种技术[J]. 吕庆雪,于彩虹,李毅丹,高嵩,牟勇,林志,宋广树,刘伟. 分子植物育种. 2018(12)
[8]F型小麦不育系育性与杂种优势研究[J]. 温辉芹,马惠英,裴自友,任永康,程天灵,李雪,卜斌,牛瑜琦,唐朝晖. 山西农业科学. 2017(08)
[9]大豆杂种优势利用研究现状与前景[J]. 樊志明. 大豆科技. 2017(03)
[10]绒毡层发育和激素对拟南芥育性的影响[J]. 张艳,何勇,李建雄,田志宏. 安徽农学通报. 2017(06)
博士论文
[1]水稻光敏感雄性核不育基因pms1的克隆与功能分析[D]. 范优荣.华中农业大学 2016
[2]水稻雄性不育突变体gsl5的基因克隆及不育机理研究[D]. 师晓.中国农业科学院 2015
[3]拟南芥AtHMGB15基因在花粉管萌发生长过程中的功能研究[D]. 王玉娇.中国农业大学 2014
[4]水稻和红麻雄性不育相关基因MS5的克隆、表达及转基因研究[D]. 唐向民.广西大学 2012
[5]水稻光敏感核不育基因pms3的克隆与广亲和基因S5的功能研究[D]. 丁寄花.华中农业大学 2011
[6]水稻矮杆、脆茎突变体dwb1的定位及水稻白叶枯病抗性的遗传机理研究[D]. 于彦春.浙江大学 2004
硕士论文
[1]川桑着丝粒与端粒重复序列及染色体定位[D]. 王圣.西南大学 2016
[2]水稻雄性不育基因MIL3的图位克隆与功能研究[D]. 冯梦诗.扬州大学 2016
[3]CRISPR/Cas9介导的大豆基因组定点编辑研究[D]. 蔡宇鹏.中国农业科学院 2016
[4]大豆光周期开花控制基因GmELF4的克隆及功能验证[D]. 史丹宁.中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所） 2015
[5]玉米隐性核不育基因ms6044的定位、克隆及其败育过程细胞学观察[D]. 徐春艳.山东农业大学 2014
[6]一个新的小麦白粉病抗性基因的发现与分子标记定位[D]. 高海东.南京农业大学 2011
[7]拟南芥雄性不育基因MS157的克隆及功能分析[D]. 李晖.上海师范大学 2007
本文编号：3324503
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3324503.html
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