水稻卷叶基因CUL1的克隆及其功能分析

发布时间：2021-05-10 21:38

　　水稻是世界上主要的粮食作物之一,对于保障世界粮食安全起着重要的作用。叶片是植物进行光合作用的主要场所。因此,克隆与叶片形态发育相关的基因并研究其分子机制,对于改善水稻的光合效率和提高水稻产量具有重要理论意义和应用价值。本研究以沈农9816为背景材料,通过EMS诱变的方法获得了cul1-1水稻叶片近轴面卷曲突变体,命名为curly leaf 1-1（cul1-1）。本研究以cul1-1为试材,对卷叶表型、重要农艺性状和产量进行了详细观察和分析。利用图位克隆的方法定位并克隆了CUL1基因。利用DNA重组技术,构建了植物表达载体,做互补分析。本研究主要研究结果如下:1.利用EMS诱变的方法,筛选获得了水稻叶片近轴面卷曲突变体cul1-1。水稻cul1-1突变体的卷叶指数极显著高于野生型品种WT,而且cul1-1突变体的卷叶指数抽穗期高于分蘖期苗期。2.叶片的卷曲影响了水稻的生长发育。和野生型相比,cul1-1突变体叶片、茎、穗的鲜重和干重明显的降低,叶鞘的鲜重和干重没有发生明显的变化。cul1-1的穗长没有明显变化,但是,株高、分蘖数、有效穗数极其显著的低于野生型。3.cul1-1突变体的单... 

【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 前言
    1.1 叶片发育的分子机制
        1.1.1 顶端分生组织维持和分化的分子机制
        1.1.2 叶片长和宽调控的分子机制
        1.1.3 叶脉形成的分子机制
    1.2 叶片卷曲的生理和生态机制
        1.2.1 叶片卷曲的生态机制
        1.2.2 叶片卷曲的生理机制
    1.3 卷叶形成的分子机制
        1.3.1 叶片的极性(Adaxial/Abaxial)轴的建立卷叶的形成
        1.3.2 泡状细胞和卷叶的形成
        1.3.3 厚壁细胞和卷叶的形成
        1.3.4 表皮细胞的发育缺陷和卷叶的形成
        1.3.5 miRNAs在卷叶的形成过程中的作用
    1.4 表观修饰和叶片的卷曲
    1.5 研究目的及意义
2.材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 水稻材料
        2.1.2 药品与仪器
    2.2 试验方法
        2.2.1 田间种植
        2.2.2 F2 代作图群体的构建
        2.2.3 用于图位克隆叶片样品的采集
        2.2.4 突变体和野生型农艺性状的调查
        2.2.5 DNA的提取
        2.2.6 PCR反应体系及程序
        2.2.7 图位克隆
        2.2.8 后选基因的扩增及其测序
    2.3 互补载体的构建
        2.3.1 酶切位点的分析
        2.3.2 水稻全长CDS的分离和片段的扩增
        2.3.3 RNA的提取反转录合成c DNA
        2.3.4 大肠杆菌的遗传转化
        2.3.5 质粒的提取和鉴定
3.结果与分析
    3.1 水稻cul1-1 突变体表现出明显的卷叶现象
    3.2 水稻cul1-1 突变体的叶片形态调查
    3.3 水稻cul1-1 突变体的农艺性状调查
        3.3.1 株高、分蘖数、穗数和穗长的调查
        3.3.2 成熟期干物质积累量的调查
    3.4 水稻cul1-1 突变体产量构成要素及其穗部性状调查
        3.4.1 产量构成要素的调查
        3.4.2 穗部性状调查
    3.5 水稻CUL1 的图位克隆
        3.5.1 创制水稻cul1-1 突变作图群体
        3.5.2 cul1-1 突变的遗传分析
        3.5.3 水稻CUL1 初定位结果
        3.5.4 水稻CUL1 突变的精细定位结果及其结构域分析
    3.6 互补分析
        3.6.1 互补分析载体构建
4 讨论与结论
    4.1 讨论
        4.1.1 卷叶形成的原因
        4.1.2 卷叶的类型及对农艺性状的影响
    4.2 主要结论
参考文献
致谢



本文编号：3180103