玉米Mu/MuDr突变体库的构建和LSC1基因的精细定位
发布时间：2021-10-25 21:30
玉米是我国主要粮食作物、饲料和工业原料,在我国种植面积广泛,关乎我国的粮食安全。玉米Mutator转座子天然存在玉米基因组中,是迄今为止发现活性最高,诱变能力最强的一类转座子。利用转座子创制突变体相对于EMS等其它诱变方式安全稳定,并且具有较高突变频率,是突变体创制和基因克隆的高效可靠方法。本实验将具有转座酶活性的MuDR基因和bronze1-mum9基因的玉米品系和具有Bronze1基因（花青素合成基因）的玉米品系从W22遗传背景通过多代回交的方式导入到B73遗传背景。然后将两品系杂交得F1代（籽粒黑紫色）,F1代自交得到包含大量Mu转座子插入突变位点的F2代群体。通过对F2代籽粒颜色挑选得到稳定的突变后代（黄色）。这些稳定突变后代自交得到的种子构成我们所需的突变体库材料。通过此方法我们在3939株F2群体中,筛选得到了183个明显表型的个体。按照其表型特点将其分为以下几大类:粒形突变体、抗性突变体、株形突变体。玉米的籽粒作为影响玉米产量最直接的体现,改良籽粒性状可快速高效的...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
转座子的类型及结构示意（刘振等，2015）
山东农业大学硕士学位论文9以编码合成转座所必需的转座蛋白的自主性转座因子和需在自主因子协助下才能完成转座的非自主性转座因子。现有已知的所有Mu插入片段都包含220bp左右大小的末端反向重复序列（TerminalInvertedRepeat，TIR），并且在插入位点处经常伴有9bp的靶DNA序列。但是它们的TIR间的插入片段序列差异较大。Bennetzen等人根据Mu插入片段的内部的不同将Mu转座子分为了6种类型：Mul/Mu2、Mu3、Mu4,Mu6/Mu7,Mu8和MuDR/Mu5（Bennetzenetal.,1993）。后来为了纪念DonaldRobertson在Mu转座子研究中做出的突出贡献，将之前的MuA2（Qinetal.,1991）、MuR1（Chometetal.,1991）、Mu9（Hershbergeretal.,1991）、Cy（Schnableetal.,1986）这一类自主性转座因子统一的称作MuDR。到目前为止，已经研究清楚的Mu因子有8种类型：Mu1/1.4、Mu1.7/2、Mu3、Mu4、Mu5、Mu6/7、Mu8以及MuDR/Mu9(Tanetal.,2011)。Tan等人还发现并命名了一种新的Mu原件Mu13。以上这些转座子的结构具体见图1-2。此外，Dietrich等人还通过TIR区域的差异定义了三种Mu原件，即Mu10、Mu11、Mu12(Dietrichetal.,2002）。此外还有科学家利用细菌质粒构建了人工的Mu转座元件。他们将完整的Mu1因子转入到含有选择性标记、复制起点、特异标签序列的细菌质粒中被称为RescueMu（如图1-3）。它可应用于分析Mu因子的转座特性，构建富含基因的玉米基因组DNA的质粒文库，以促进玉米基因组常染色体部分的鉴定和测序（Raizada,2003）。图1-2Mu转座子元件结构示意(Tanetal.,2011)Fig1-2SchematicstructureofMuelement(Tanetal.,2011)图1-3RescueMu转座子结构示意（Lisch,2002）Fig1-3SchematicstructureofRescueMuelement（Lisch,2002）
山东农业大学硕士学位论文31显性基因会覆盖有活性MuDr加bronze1-mum9基因表现出的紫色斑点。所以只要含有Bronze1基因的后代都将表型为紫色籽粒，不含有MuDr基因和Bronze1基因的籽粒为黄色表型。这些黄色的籽粒将作为稳定的突变体来构建突变体库和后续的突变体筛眩具体过程如下图：图2-1Mutator插入突变体库构建流程Fig.2-1MutatorinsertionmutantlibraryconstructionprocessBZ1：Bronze1基因表达，bz1：Bronze1基因不表达，MuDr：具有Mu活性，mudr：没有Mu活性。2.2.3突变体材料表型鉴定筛选将F2代果穗单穗脱粒，选取黄色籽粒进行田间种植筛选，按照每穗选取20粒株距20厘米，行距60厘米的密度进行种植（用于表型筛选的F2代材料于2017年夏季种植于山东农业大学实验基地）。合理的田间管理直至材料成株（抽雄穗），对田间表型进行观察统计，对于性状表型明显异于母本的单株挂牌标记。所有植株自交授粉保种。成熟后对挂牌标记的植株单穗收获，其余材料按照每行为一个Line进行收获。对于收获的果穗进行表型观察并做记录，脱粒后对籽粒形态进行观察并与母本材料以及B73作比较，挑选表型明显的突变体材料。通过此方法筛选出包含生物学性状和农艺性状改变的突变体材料。例如，植株高度、叶片形态、叶片夹角、植株茎秆韧性、育性、雌雄蕊形态、
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mutator超家族转座子研究进展[J]. 从春生,李玉斌. 遗传. 2020(02)
[2]玉米Mutator转座子的结构特征与作用性质[J]. 高志勇,谢恒星,刘楠楠,刘史力. 玉米科学. 2016(02)
[3]高通量测序技术在转座子研究中的应用[J]. 刘振,徐建红. 遗传. 2015(09)
[4]玉米Mutator转座子结构特征和基因克隆的研究进展[J]. 高志勇. 玉米科学. 2014(03)
[5]植物基因分离的图位克隆技术[J]. 闫其涛,逯慧,毛万霞,李建粤. 分子植物育种. 2005(04)
本文编号：3458198
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
转座子的类型及结构示意（刘振等，2015）
山东农业大学硕士学位论文9以编码合成转座所必需的转座蛋白的自主性转座因子和需在自主因子协助下才能完成转座的非自主性转座因子。现有已知的所有Mu插入片段都包含220bp左右大小的末端反向重复序列（TerminalInvertedRepeat，TIR），并且在插入位点处经常伴有9bp的靶DNA序列。但是它们的TIR间的插入片段序列差异较大。Bennetzen等人根据Mu插入片段的内部的不同将Mu转座子分为了6种类型：Mul/Mu2、Mu3、Mu4,Mu6/Mu7,Mu8和MuDR/Mu5（Bennetzenetal.,1993）。后来为了纪念DonaldRobertson在Mu转座子研究中做出的突出贡献，将之前的MuA2（Qinetal.,1991）、MuR1（Chometetal.,1991）、Mu9（Hershbergeretal.,1991）、Cy（Schnableetal.,1986）这一类自主性转座因子统一的称作MuDR。到目前为止，已经研究清楚的Mu因子有8种类型：Mu1/1.4、Mu1.7/2、Mu3、Mu4、Mu5、Mu6/7、Mu8以及MuDR/Mu9(Tanetal.,2011)。Tan等人还发现并命名了一种新的Mu原件Mu13。以上这些转座子的结构具体见图1-2。此外，Dietrich等人还通过TIR区域的差异定义了三种Mu原件，即Mu10、Mu11、Mu12(Dietrichetal.,2002）。此外还有科学家利用细菌质粒构建了人工的Mu转座元件。他们将完整的Mu1因子转入到含有选择性标记、复制起点、特异标签序列的细菌质粒中被称为RescueMu（如图1-3）。它可应用于分析Mu因子的转座特性，构建富含基因的玉米基因组DNA的质粒文库，以促进玉米基因组常染色体部分的鉴定和测序（Raizada,2003）。图1-2Mu转座子元件结构示意(Tanetal.,2011)Fig1-2SchematicstructureofMuelement(Tanetal.,2011)图1-3RescueMu转座子结构示意（Lisch,2002）Fig1-3SchematicstructureofRescueMuelement（Lisch,2002）
山东农业大学硕士学位论文31显性基因会覆盖有活性MuDr加bronze1-mum9基因表现出的紫色斑点。所以只要含有Bronze1基因的后代都将表型为紫色籽粒，不含有MuDr基因和Bronze1基因的籽粒为黄色表型。这些黄色的籽粒将作为稳定的突变体来构建突变体库和后续的突变体筛眩具体过程如下图：图2-1Mutator插入突变体库构建流程Fig.2-1MutatorinsertionmutantlibraryconstructionprocessBZ1：Bronze1基因表达，bz1：Bronze1基因不表达，MuDr：具有Mu活性，mudr：没有Mu活性。2.2.3突变体材料表型鉴定筛选将F2代果穗单穗脱粒，选取黄色籽粒进行田间种植筛选，按照每穗选取20粒株距20厘米，行距60厘米的密度进行种植（用于表型筛选的F2代材料于2017年夏季种植于山东农业大学实验基地）。合理的田间管理直至材料成株（抽雄穗），对田间表型进行观察统计，对于性状表型明显异于母本的单株挂牌标记。所有植株自交授粉保种。成熟后对挂牌标记的植株单穗收获，其余材料按照每行为一个Line进行收获。对于收获的果穗进行表型观察并做记录，脱粒后对籽粒形态进行观察并与母本材料以及B73作比较，挑选表型明显的突变体材料。通过此方法筛选出包含生物学性状和农艺性状改变的突变体材料。例如，植株高度、叶片形态、叶片夹角、植株茎秆韧性、育性、雌雄蕊形态、
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mutator超家族转座子研究进展[J]. 从春生,李玉斌. 遗传. 2020(02)
[2]玉米Mutator转座子的结构特征与作用性质[J]. 高志勇,谢恒星,刘楠楠,刘史力. 玉米科学. 2016(02)
[3]高通量测序技术在转座子研究中的应用[J]. 刘振,徐建红. 遗传. 2015(09)
[4]玉米Mutator转座子结构特征和基因克隆的研究进展[J]. 高志勇. 玉米科学. 2014(03)
[5]植物基因分离的图位克隆技术[J]. 闫其涛,逯慧,毛万霞,李建粤. 分子植物育种. 2005(04)
本文编号：3458198
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