一份水稻类病变突变体a344的遗传分析及基因定位

发布时间：2017-04-22 21:10

  本文关键词：一份水稻类病变突变体a344的遗传分析及基因定位，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：植物类病变(lesion resembling disease, LRD)是指植物在没有受到任何明显逆境胁迫、物理损伤或病原物侵害的情况下,自发地形成类似于某种病原物侵染后产生的坏死斑的现象。大量的研究表明,类病变突变体是研究植物PCD途径以及植物抗病反应机制的有力工具。植物类病变突变体的鉴定以及类病变基因的克隆及功能分析将为解析植物PCD的调控途径或植物抗病反应机制提供重要的理论依据。目前,水稻中已报道了近200份类病变突变体,其中大多数突变体的类病变性状是受单隐性核基因控制的,少数的则由单显性核基因或双隐性核基因控制。据统计,目前已被定位的类病变相关基因有76个,已被克隆的有18个。本研究以一个从蜀恢498(R498)的EMS诱变突变体库中筛选出的水稻类病变突变体a344为实验材料。主要研究结果如下：1、a344的显著特征是：从分蘖初期开始,突变体的老叶由叶鞘往叶尖、新叶由叶尖向叶基部逐渐扩散产生红褐色的斑点,随着植株的生长发育,褐斑的形成逐渐加剧且颜色变深,最终覆盖植株的整个地上部分。2、农艺性状考察及考种数据分析发现：相较于野生型R498,突变体a344的株高显著降低,穗长显著变短,一次枝梗数、二次枝梗数显著减少,粒长、粒宽、千粒重、结实率均表现出显著的降低。3、植株叶片的台盼蓝染色与DAB染色结果表明突变体a344类病斑的产生与植物PCD以及H202的沉积有关；叶片的遮光处理发现,突变体a344类病斑的形成受自然光诱导。4、植株各时期的光合色素含量测定结果显示,自从分蘖期突变体a344出现类病斑后,其叶片中各种光合色素含量相较于野生型R498都极显著下降。并且,a344在齐穗期的光合速率也极显著的低于R498。5、通过田间接种白叶枯病强致病生理小种PX099发现突变体a344相较于野生型R498其白叶枯病抗性得到了明显的提高；而在苗期接种对于R498表现为非亲和性的稻瘟病生理小种,a344却表现出对其中两个生理小种DJ089-1和D7感病。其抗性机理还有待进一步的研究。6、透射电镜观察发现,a344叶肉细胞中叶绿体的形态较为不规则,部分叶绿体内部结构十分模糊,淀粉粒减少,并出现大量的嗜锇颗粒,由此说明a344的突变导致其叶肉细胞的叶绿体发育异常。7、遗传分析表明突变体a344的表型受单隐性核基因控制的。利用图位克隆法将a344基因初定位到4号染色体的长臂端,与两个SSR标记RM5478与RM1112紧密连锁,遗传距离分别为1.5cM与1.3cM；利用Indel标记将a344最终定位在46kb的区段内,该区段预测有7个开放阅读框(ORFs)。目前,该区域未有已被克隆的类病变基因,因此推测a344很可能是一个新的水稻类病变基因。8、基因序列比对结果显示：突变体在定位区间内的一个候选基因LOC_Os04g56480的第五个外显子上发生了一个碱基的替换(G-T),导致其编码蛋白的一个氨基酸发生了改变(W-L)。共分离检测结果显示该突变位点与突变体类病变表型是共分离的,因此,推测该突变位点很可能是导致突变体产出类病变表型的原因。突变体a344的表型鉴定与基因的精细定位将为下一步目的基因的克隆,基因功能解析以及类病变形成机制的研究提供有力的证据。
【关键词】：水稻 类病变 性状鉴定 遗传分析 基因定位
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S435.11
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 文献综述10-24
• 1.1 植物类病变的研究进展10-13
• 1.1.1 植物类病变的概念、特点与分类10-11
• 1.1.2 植物类病变的发生机制11-12
• 1.1.3 影响植物类病变形成的环境因素12-13
• 1.2 水稻类病变的研究进展13-23
• 1.2.1 水稻类病变突变体的来源及命名13-14
• 1.2.2 水稻类病变突变体的遗传模式及基因定位情况14-17
• 1.2.3 水稻类病变基因的克隆及功能分析17-23
• 1.3 本研究的目的及意义23-24
• 第二章 材料与方法24-37
• 2.1 材料24-26
• 2.1.1 水稻材料24
• 2.1.2 菌株材料24
• 2.1.3 主要试剂24-25
• 2.1.4 主要仪器设备25
• 2.1.5 培养基成分25-26
• 2.2 实验方法26-37
• 2.2.1 农艺性状考察26
• 2.2.2 叶片细胞死亡检测26
• 2.2.3 叶片H_2O_2沉积检测26
• 2.2.4 叶片光合色素含量检测26-27
• 2.2.5 光合作用相关指数测定27
• 2.2.6 叶绿体透射电镜观察27-28
• 2.2.7 遮光处理28
• 2.2.8 突变体田间抗性鉴定28-29
• 2.2.9 遗传分析及基因定位29-31
• 2.2.10 候选目的基因克隆与测序分析31-36
• 2.2.11 突变体α344中与防卫反应相关基因的表达分析36-37
• 第三章 结果与分析37-52
• 3.1 突变体的表型特征37-38
• 3.2 农艺性状考察结果38
• 3.3 突变体α344叶片发生细胞死亡和H_2O_2的沉积38-39
• 3.4 光合色素含量分析39-40
• 3.5 光合作用相关指数测定结果40
• 3.6 叶绿体透射电镜观察40-41
• 3.7 突变体α344类病变的发生受自然光诱导41-42
• 3.8 α344的田间抗性鉴定42-44
• 3.8.1 α344的白叶枯病抗性鉴定42-43
• 3.8.2 αa344的稻瘟病抗性鉴定43-44
• 3.9 遗传分析44
• 3.10 A344的初定位44-45
• 3.11 A344的精细定位及预测基因分析45-46
• 3.12 候选基因CDs全长测序结果分析46-48
• 3.13 候选目的基因LOC_Os04g56480的相关研究48-51
• 3.14 α344突变体中防卫反应标记基因的表达情况51-52
• 第四章 讨论52-54
• 4.1 α344可能是一个新的类病变基因52
• 4.2 α344基因具有多效性52-53
• 4.3 A344介导的PCD或抗病反应途径的可能分子调控机制53-54
• 第五章 后续研究设想54-56
• 5.1 α344功能互补实验与RNAi干涉实验54
• 5.2 探究A344介导的PCD或抗病反应途径的分子调控机制54-56
• 5.2.1 A344的时空表达模式54
• 5.2.2 亚细胞定位54
• 5.2.3 转录组分析54-55
• 5.2.4 A334表达蛋白的相关研究55-56
• 参考文献56-62
• 致谢62-63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王伟平;朱飞舟;唐俐;陈立云;武小金;;一种水稻全包穗突变体的发现及初步分析[J];中国农学通报;2008年06期

2 罗洪发;查仁明;杨洪海;田永航;薛建蜂;张鹏;;水稻突变体的创制[J];中国农学通报;2011年27期

3 温明星;陈爱大;曲朝喜;;植物突变体创造及研究现状[J];上海农业科技;2012年06期

4 冯永清;邹维华;李丰成;张晶;张会;谢国生;涂媛苑;路铁刚;彭良才;;特异水稻脆茎突变体生物学特性及生物质降解效率的研究[J];中国农业科技导报;2013年03期

5 张洪征;程治军;万建民;;水稻白化突变体研究进展[J];生物技术通报;2013年11期

6 杨春艳;江玲;沈贝贝;冯志明;王新华;万建民;;水稻品种‘南粳35’辐射诱变突变体的鉴定[J];南京农业大学学报;2012年03期

7 张旭;Theo van de Lee;陆维忠;喻大昭;马鸿翔;;小麦赤霉菌绿色荧光蛋白标记突变体的侵染研究[J];中国农业科学;2008年10期

8 郭建秋;雷全奎;杨小兰;马雯;张向召;;植物突变体库的构建及突变体检测研究进展[J];河南农业科学;2010年06期

9 叶俊;吴建国;杜婧;郑希;张志;石春海;;水稻“9311”突变体筛选和突变体库构建[J];作物学报;2006年10期

10 毛毕刚;刘华清;陈建民;陈在杰;彭永宏;王锋;;两个水稻生殖器官突变体的形态特征和遗传分析[J];分子植物育种;2008年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 何俊瑜;朱诚;蒋德安;陈静;孙宗修;;水稻突变体对镉的反应及其对镉的积累、分配特性[A];中国植物生理学会第九次全国会议论文摘要汇编[C];2004年

2 林冬;朱诚;胡国成;孙宗修;;镉胁迫下敏感水稻突变体的抗氧化应答[A];中国植物生理学会第九次全国会议论文摘要汇编[C];2004年

3 张亚芳;潘存红;李爱宏;汤雯;武茹;陈宗祥;许爱霞;潘学彪;;提高水稻插入突变体库利用效率的一点尝试[A];江苏省遗传学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年

4 刘宝花;彭友良;;一个新的基因控制梨孢菌的菌落生长[A];中国植物病理学会2006年学术年会论文集[C];2006年

5 袁亮;郭威;周丹;陈功友;;水稻条斑病菌突变体库的构建以及部分突变体的鉴别[A];第四届中国植物细菌病害学术研讨会论文集[C];2008年

6 佟星;吴宝美;赵波;叶剑;刘红霞;曾潮武;濮绍京;万平;;小豆突变体库构建及突变体筛选[A];中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编（2004-2008）[C];2008年

7 石春海;吴建国;周元飞;;水稻“9311”和“日本晴”植株和稻米突变体库的构建[A];全国生物遗传多样性高峰论坛会刊[C];2012年

8 高荣村;胡胜武;郭学兰;董彩华;刘胜毅;;拟南芥抗菌核病突变体的筛选[A];湖北省遗传学会、江西省遗传学会2006年学术年会暨学术讨论会论文摘要集[C];2006年

9 倪永静;胡新;任德超;李巧云;牛吉山;;国麦301突变体库构建初报[A];中国作物学会2013年学术年会论文摘要集[C];2013年

10 朱传凤;吴家和;何朝族;;一个水稻半矮秆突变体的鉴定及其分子功能研究[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 本报记者 刘洋;寻找“美丽的偶然”[N];东方烟草报;2014年

2 科综;水稻“长生不老”可被制约[N];大众科技报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 武磊;拟南芥CKRW1基因和GFC1基因的功能研究[D];兰州大学;2015年

2 郭斐;利用半理性和理性策略对酶活性及手性选择性的设计[D];浙江大学;2015年

3 师晓;水稻雄性不育突变体gsl5的基因克隆及不育机理研究[D];中国农业科学院;2015年

4 刘峰;烟草激活标签突变体库的构建与分析[D];中国农业科学院;2014年

5 奉保华;水稻斑点叶突变体HM47的基因克隆与功能分析[D];中国农业科学院;2015年

6 徐萍;拟南芥突变体edt1根系发育的分子机制及pqt24-1耐百草枯机制研究[D];中国科学技术大学;2012年

7 李宁;小麦黄绿突变体特性研究与遗传分析[D];中国农业科学院;2012年

8 刘文真;三个水稻叶色突变体的鉴定与基因克隆[D];浙江大学;2006年

9 曹莉;一个新的小麦黄化突变体研究[D];西北农林科技大学;2007年

10 汪得凯;三个与水稻株型相关突变体的鉴定与基因克隆[D];中国农业科学院;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 于洋;水稻护颖外稃化突变体lemma-like sterile lemma(lsl)的遗传分析与基因定位[D];西南大学;2015年

2 王丹霞;水稻yl1黄叶突变体的基因克隆与功能分析[D];中国农业科学院;2015年

3 张龙弟;水稻中一个叶尖枯突变体的图位克隆及LTN2基因的功能分析[D];中国农业科学院;2015年

4 董青;两个水稻黄绿叶基因的图位克隆[D];中国农业科学院;2015年

5 查象敏;玉米抗虫相关突变体的筛选及基因的初步定位[D];中国农业科学院;2015年

6 杜依聪;玉米表皮蜡质突变体glossy6的表型分析与基因克隆[D];中国农业科学院;2015年

7 梅家松;一个水稻黄绿叶突变体的鉴定与基因克隆[D];中国农业科学院;2015年

8 焦禹顺;烟草香气突变体鉴定及挥发性香气成分分析[D];中国农业科学院;2015年

9 熊剑锐;中国兰春剑隆昌素叶色突变体生理生化和光合特性研究[D];西南交通大学;2015年

10 程孝;水稻稃片白化突变体Ds插入位点与标记基因的分子鉴定[D];苏州大学;2015年

  本文关键词：一份水稻类病变突变体a344的遗传分析及基因定位，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：321260