水稻pla3突变体幼穗发育的研究

发布时间：2017-07-06 16:00

  本文关键词：水稻pla3突变体幼穗发育的研究

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【摘要】：水稻由营养生长过渡到生殖生长过程中,茎顶端分生组织到穗原基分生组织的转变是非常重要的发育阶段,直接关系到水稻的产量和品质。已有研究表明RID1、LHD2、LAX等许多基因被证实参与该过程的调控。pla3突变体是新近分离的PLASTOCHRON3(PLA3)单基因缺失导致的突变体,具有不能正常抽穗的表型,目前尚未见针对该性状的详细报道。为了研究水稻PLA3基因突变体(pla3)幼穗发育特点,本文以pla3和野生型水稻为材料,通过体视显微镜、电子扫描显微镜结合石蜡切片技术观察生长锥外部形态和细胞形态的动态变化并取得以下实验结果：(1)pla3生长锥在外部形态上显著区别于野生型水稻。通常水稻在幼穗分化第一期出现苞原基的分化,第二期出现枝梗原基的分化,第三期可见明显白色苞毛和颖花的发育,第四期枝梗和颖花原基显著生长。但是pla3能启动幼穗的分化,幼穗发育过程中生长锥先后分化出枝梗原基以及类似苞毛的结构,但是枝梗原基不能发育为完整枝梗,也不能分化出小穗分生组织,而是形成新的生长点并分化出叶原基或者形成新的枝条。(2)在野生型水稻小穗发育过程中,枝梗末端先后分化出护颖原基、内外颖原基和雌雄蕊原基,在第四期花药中可见次级造孢细胞；当PLA3基因突变后,幼穗枝梗侧生分生组织不能进行小穗分生组织的分化,因此不能形成小穗。(3)PLA3基因影响幼穗分化过程中维管束发育。对维管束的研究发现一般情况下幼穗维管束数目往上递减,穗颈节大维管束能通过分离和合并来调节生长,同时发现一种纤维状组织可能能通过限制维管束生长而对其生长发育起调节作用。pla3成熟的维管束中通常只有2个大导管,在穗颈节部位维管束大部分生长方向发生回转,维管束不能通向穗轴可能是致使幼穗畸形发育的原因之一。
【关键词】：水稻 pla3 幼穗发育 维管束
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S511
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文献综述9-20
• 1、水稻幼穗发育9-12
• 1.1 水稻幼zB的结构特征9-10
• 1.2 水稻幼穗发育的划分与鉴定10-11
• 1.3 维管束的分化及在水稻幼穗发育中的作用11-12
• 2、影响幼穗发育的因素12-17
• 2.1 环境因素12-13
• 2.1.1 水分12
• 2.1.2 温度12-13
• 2.1.3 矿质营养13
• 2.2 植物激素调控13-15
• 2.2.1 生长素促进生长13-14
• 2.2.2 赤霉素促进灌浆14
• 2.2.3 细胞分裂素调控侧芽发育14
• 2.2.4 乙烯调控颖花育性14
• 2.2.5 脱落酸促进结实14-15
• 2.2.6 其他植物激素15
• 2.3 遗传因素15-17
• 3、关于PLA3基因17-19
• 4、研究目的和意义19-20
• 第二章 材料与方法20-26
• 1、实验材料20
• 2、水稻生长锥的观察方法20-21
• 2.1 生长锥的取样与保存方法20
• 2.2 体视显微观察各时期生长锥20
• 2.3 电子扫描显微镜观察各时期生长锥20
• 2.4 石蜡切片的制作20-21
• 3、水稻基因型的鉴定21-23
• 3.1 提取液的配制21-22
• 3.1.1 主要试剂21
• 3.1.2 CTAB的配制21-22
• 3.2 DNA的提取22
• 3.3 PCR和酶切反应22-23
• 4、RT-PCR检测水稻幼穗发育相关基因的表达23-25
• 4.1 RNA的提取23-24
• 4.2 cDNA的合成24
• 4.3 RT-PCR引物设计与合成24-25
• 5、植物激素的提取25-26
• 第三章 结果与分析26-43
• 1、野生型和突变体基因型鉴定26-29
• 1.1 水稻野生型和突变体表型比较26-28
• 1.1.1 野生型和突变体种子萌发形态差异26-27
• 1.1.2 野生型和突变体植株形态发育的对比观察27
• 1.1.3 野生型和突变体水稻茎节的对比观察27-28
• 1.2 pla3和野生型植株的基因型鉴定28-29
• 2、幼穗分化期生长锥的外部形态变化29-34
• 2.1 体视显微镜下的生长锥形态比较29-32
• 2.1.1 野生型水稻生长锥的体视显微镜观察表型29-30
• 2.1.2 突变体水稻生长锥的体视显微镜观察表型30-32
• 2.2 电子显微镜下的生长锥形态比较32-34
• 2.2.1 野生型水稻幼穗电子扫描显微镜观察32-33
• 2.2.2 pla3水稻幼穗电子扫描显微镜观察33-34
• 3、生长锥由营养生长进入生殖生长的细胞形态学观察34-41
• 3.1 生长锥细胞形态学结构差异比较34-38
• 3.1.1 野生型水稻的生长锥石蜡切片观察34-36
• 3.1.1.1 野生型幼穗切片的观察34-35
• 3.1.1.2 野生型水稻幼穗的小花切片观察35-36
• 3.1.2 突变体水稻生长锥观察36-38
• 3.2 维管束细胞形态结构差异比较38-41
• 3.2.1 纤维状组织可能影响野生型水稻生长锥维管束的生长38-39
• 3.2.2 突变体水稻生长锥的维管束生长特点39-41
• 4、幼穗分化期生长锥内激素的动态变化41-43
• 第四章 讨论43-48
• 1、维管束的生长变化与幼穗分化的关系43
• 2、PLA3基因与维管束发育的关系43-44
• 3、PLA3基因在水稻株型建成中的作用44-45
• 4、PLA3基因在水稻幼穗分化中的作用45-47
• 5、生长锥中IAA、ZR等激素在幼穗发育中的作用47-48
• 第五章 全文总结48-50
• 1、论文小结48
• 2、论文创新48
• 3、后续研究设想48-50
• 参考文献50-57
• 致谢57-58
• 个人简历58

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本文编号：526819