白菜持绿性突变的发掘与鉴定

发布时间：2023-04-18 20:32

　　植株衰老后叶片仍然保持绿色而不变黄的特性称为持绿性。持绿性材料可以通过延长光合作用时间提高产量,有些还具有延缓植株衰老的作用,并伴有抗逆和抗病能力提高。对于以叶片为产品器官的白菜,持绿性具有特殊重要意义,可以提高产品的商品性、减少采后贮藏损失、延长货架期。本研究旨在鉴定与发掘大宗蔬菜作物白菜的持绿性变异,评价其在品种改良上的利用潜力。第一篇,以普通白菜中的青梗菜持绿性自然突变体nye为试材,对其叶绿素分解代谢、叶绿体结构稳定性及光合特性进行分析,精细定位持绿突变基因Brnye1,预测候选基因,并利用突变体创制多样性的持绿性DH系和细胞质雄性不育系,试配杂交组合;第二篇,以大白菜小孢子DH系‘FT’为试材,采用EMS诱变萌动种子的方法,创制大白菜持绿突变体,并利用MutMap定位、KASP分析、异源过表达验证、时空表达分析以及亚细胞定位等方法,克隆和鉴定持绿突变基因BrSGR1。主要研究结果如下:1.青梗菜持绿突变体nye叶绿素代谢及光合生理特性在叶片衰老过程中,青梗菜持绿突变体nye总叶绿素、Chl a和Chl b均有明显积累,叶绿体结构更加致密,叶绿体解体延迟。伴随着叶片衰老进程,突...

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
缩略词语表
引言
    一、植物叶片衰老与持绿性变异
    二、植物持绿性变异的类型
    三、植物持绿性变异的分子机制
        (一)叶绿素降解与持绿突变
        (二)SGR基因突变与持绿突变
        (三)叶绿体蛋白基因突变与持绿突变
        (四)衰老相关的转录因子与持绿突变
        (五)植物激素与持绿突变
    四、植株持绿性变异的利用
        (一)增加作物产量和提高作物抗逆抗病性
        (二)延长贮运及货架期
        (三)提高感官品质及观赏性用于品种改良
        (四)开发分子标记提高育种选择效率
        (五)探究持绿性变异背后更深入的分子机制
    五、本研究的目的及意义
第一篇 青梗菜持绿突变体的鉴定与利用
    第1章 青梗菜持绿突变体的特征特性
        1.1 材料与方法
            1.1.1 植物材料
            1.1.2 持绿性状观察与鉴定
            1.1.3 色素含量的测定
            1.1.4 光合速率的测定
            1.1.5 光化学效率的测定
            1.1.6 叶绿体超微结构观察
            1.1.7 叶绿素分解代谢产物含量的测定
            1.1.8 叶绿素分解代谢相关酶活性测定
            1.1.9 叶绿素分解代谢相关基因的表达分析
            1.1.10 统计分析
        1.2 结果与分析
            1.2.1 青梗菜持绿突变体nye形态特征
            1.2.2 青梗菜持绿突变体nye光合色素含量分析
            1.2.3 青梗菜持绿突变体nye叶绿素分解代谢产物及酶活性分析
            1.2.4 青梗菜持绿突变体nye光合特性分析
            1.2.5 青梗菜持绿突变体nye叶绿体超微结构的变化
            1.2.6 青梗菜持绿突变体nye叶绿素分解代谢相关基因表达的变化
        1.3 小结
    第2章 青梗菜持绿突变基因Brnye1 定位及候选基因预测
        2.1 材料与方法
            2.1.1 试验材料
            2.1.2 青梗菜持绿突变体nye遗传分析
            2.1.3 定位群体的构建
            2.1.4 DNA提取及混池构建
            2.1.5 BSA-seq
            2.1.6 基于SSR标记精细定位持绿基因Brnye
            2.1.7 连锁分析及遗传图谱构建
            2.1.8 候选基因预测及突变差异分析
            2.1.9 BrSGR1 基因的3′?RACE
            2.1.10 候选基因表达分析
        2.2 结果与分析
            2.2.1 青梗菜持绿突变基因Brnye1 的遗传特性
            2.2.2 青梗菜持绿突变基因Brnye1 的初步定位
            2.2.3 青梗菜持绿突变基因Brnye1 紧密连锁的标记开发与鉴定
            2.2.4 青梗菜持绿突变基因Brnye1 的精细定位
            2.2.5 青梗菜持绿突变基因Brnye1 的候选基因预测分析
        2.3 小结
    第3章 青梗菜持绿性育种材料的创制与利用
        3.1 材料与方法
            3.1.1 试验材料
            3.1.2 游离小孢子培养
            3.1.3 DH系持绿性及植物学性状调查
            3.1.4 DH系亲和指数测定
            3.1.5 持绿性青梗菜细胞质雄性不育系创制
            3.1.6 配制杂交组合及品比实验
            3.1.7 贮藏实验
            3.1.8 统计分析
        3.2 结果与分析
            3.2.1 持绿性DH系的创制
            3.2.2 持绿性DH系的植物学性状调查
            3.2.3 持绿性DH系的亲和指数分析
            3.2.4 持绿性青梗菜细胞质雄性不育系创制
            3.2.5 持绿性青梗菜品系具有潜在的育种前景
            3.2.6 持绿性青梗菜品系可延长货架期
        3.3 小结
第二篇 大白菜持绿突变体的创制与鉴定
    第4章 大白菜持绿突变体创制及特征特性
        4.1 材料与方法
            4.1.1 植物材料
            4.1.2 EMS诱变处理
            4.1.3 持绿性突变体鉴定
            4.1.4 大白菜持绿突变体的遗传分析
            4.1.5 大白菜持绿突变体的等位性检测
        4.2 结果与分析
            4.2.1 EMS对萌动种子的诱变率
            4.2.2 大白菜持绿突变体的鉴定
            4.2.3 大白菜持绿突变体遗传特性分析
            4.2.4 大白菜持绿突变基因的等位性检测
        4.3 小结
    第5章 大白菜持绿突变基因BrSGR1 的克隆
        5.1 材料与方法
            5.1.1 植物材料
            5.1.2 突变体鉴定
            5.1.3 叶绿体透射电镜观察
            5.1.4 脱镁螯合酶活性测定
            5.1.5 持绿突变基因Brsgr1 的鉴定
            5.1.6 KASP(竞争性等位基因特异性PCR)检测SNP基因型
            5.1.7 载体构建及植物转化
            5.1.8 转基因拟南芥的表型观察与验证
            5.1.9 SGR蛋白序列比对及多聚进化树分析
            5.1.10 RNA提取及表达分析
            5.1.11 BrSGR1 蛋白亚细胞定位
        5.2 结果与分析
            5.2.1 nym1 突变体的表型鉴定及遗传分析
            5.2.2 利用MutMap鉴定Brsgr1 基因
            5.2.3 持绿突变SNP的鉴定
            5.2.4 BrSGR1 基因的功能验证
            5.2.5 BrSGR1 蛋白的结构及进化分析
            5.2.6 BrSGR1 基因的时空表达分析
            5.2.7 BrSGR1 蛋白定位
        5.3 小结
讨论
结论
创新点
展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文和申请的发明专利及品种权



本文编号：3792984