水稻维管束鞘细胞叶绿体积累突变体的筛选及鉴定

发布时间：2021-06-30 06:40

水稻是世界三大粮食作物之一,也是亚洲最重要的粮食作物,水稻高光效育种研究已经成为了世界许多研究机构的重要课题。传统的育种方法已经很难使水稻的增产达到理想的效果,随着基因组学的发展,人们把方向转到转C4基因水稻的创制中。但是,转C4水稻也表现出其局限性。大量的证据已经表明,许多C3植物中存在C4途径,从C3植物中筛选类C4结构的突变类型是一种比较合理的方法。本实验从水稻T-DNA激活标签插入突变体库中进行维管束鞘细胞叶绿体积累突变体的大规模筛选,并对突变体进行了生物学基础分析以及T-DNA插入位点的初步功能预测。主要结果如下:(1)从8600份水稻激活标签系中筛选出10份维管束鞘细胞叶绿体积累突变体株系,并在其中2份突变株中还发现了窄叶(A263-4)、卷叶(A5382-1)的表型;(2)突变体生理指标分析:农艺性状统计表明,突变体产量下降,株高降低,结实率下降;在苗期,突变体叶绿素含量高于野生型,至分蘖期和成熟期,差距逐渐减小;野生型的光合速率、气孔导度、蒸腾速率明显高于突变体,胞间CO2浓度值较低,突变体的总体生长状况弱于野生型;光响应曲线表明,突变体的光饱和点高于野生型,呼吸作用弱于野生型。PEPCase和RuBPase活性测定表明,突变体的PEPCase活性普遍升高,而RuBPase活性降低。叶片可溶性蛋白含量有所降低。(3)利用Tail-PCR对10份突变体进行侧翼序列的获取,初步得到三个有效T-DNA插入位点,并在插入位点12 000bp的范围内发现了三个可能的功能基因(Os7g23530、Os09g15820、Os09g15810)。
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S511

文章目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 水稻育种现状

1.2 高光效水稻培育研究进展

1.2.1 株型选育

1.2.2 C_3植物中筛选类C_4途径突变体

1.2.3 引入C_4光合酶基因

1.3 转C_4水稻存在的问题

1.4 类C_4结构水稻筛选的意义

1.4.1 C_4植物光合作用的优势

1.4.2 筛选水稻类C_4突变体的依据

1.5 C_4途径表达模式的选择

1.6 激活标签插入技术构建水稻突变体库

1.7 课题的研究内容和意义

1.7.1 研究内容

1.7.2 课题意义

第2章水稻维管束鞘细胞叶绿体积累突变体的筛选

2.1 引言

2.2 实验材料与仪器

2.2.1 实验材料

2.2.2 实验仪器与试剂

2.3 实验方法

2.3.1 水稻突变体组培室种植

2.3.2 突变体筛选

2.4 结果分析

2.4.1 突变体的种植结果

2.4.2 水稻维管束鞘细胞叶绿体发生突变体的筛选结果统计

2.5 本章小结

第3章水稻维管束鞘细胞叶绿体积累突变体的生理指标分析

3.1 前言

3.2 实验材料与仪器

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验仪器与试剂

3.3 实验方法

3.3.1 突变体与野生型主要农艺性状的调查统计

3.3.2 叶绿素及类胡萝卜素含量测定

3.3.3 C_3及C_4关键酶活性测定

3.3.4 光合参数及光响应曲线测定

3.4 结果与分析

3.4.1 突变体与野生型主要农艺性状的统计结果

3.4.2 叶绿素及类胡萝卜素含量测定结果

3.4.3 C_3与C_4关键光合酶活性测定结果

3.4.4 光合参数测定结果

3.5 本章小结

第4章突变体侧翼序列的获得与分析

4.1 引言

4.2 实验试剂与仪器

4.2.1 实验试剂

4.2.2 实验仪器与设备

4.3 实验方法

4.3.1 C_TAB法提取水稻基因组DNA

4.3.2 侧翼序列的获得

4.3.3 目的片段的胶回收

4.3.4 T-DNA插入位点候选基因预测

4.4 实验结果

4.4.1 DNA提取结果

4.4.2 TAIL-PC_R结果

4.4.3 测序结果分析

4.4.4 定位区间功能基因预测

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文及成果

致谢

【参考文献】