超级杂交稻骨干亲本DNA指纹图谱构建与PyTPS转基因水稻抗渗透胁迫的研究

论文摘要

本研究分为两部分:第一部分构建超级杂交稻骨干亲本DNA指纹图谱的研究,选择与Y58S有近缘遗传关系并在当前杂交水稻育种中广泛应用的7个骨干光温敏不育系及Y58S与9311配组选育的超级杂交稻Y两优1号等18个杂交水稻品种,作为构建DNA指纹图谱的材料。运用SSR分子标记技术对以上材料进行检测,从60对引物中选择出12对具有稳定、清晰扩增产物的引物,用它们扩增得到的72条标记,对构建DNA指纹图谱所用的18个材料进行聚类分析。从这12对引物中选择3对引物扩增出的14条多态标记构建了这18个材料的DNA指纹图谱,为Y58S的种质鉴定提供了多重保障,并为Y58S作为母本的杂交组合进行品种鉴定和杂交种纯度分子鉴定奠定了基础。第二部分研究以转化条斑紫菜6-磷酸海藻糖合成酶基因（PyTPS）的T3代转基因水稻株系TPS191-1和TPS155-4为材料,用PCR和southern杂交检测转基因水稻株系中携带的条斑紫菜TPS基因,并使用PEG 6000和NaCl的浓度梯度溶液处理培养15天的实生苗,来模拟干旱和盐胁迫两种渗透胁迫,通过测定苗高和电导率研究转基因水稻株系的抗渗透胁迫表型。最后,通过RT-PCR检测转基因植株在抗性表型差异明显的处理下PyTPS基因的转录水平。获得主要结论如下:1.聚类分析结果表明:18个供试材料的相似度在0.672到0.945之间,并最终在相似度为0.672处被分为两个组。其中供试材料中的两个杂交组合Y两优1号和两优培九及其父本9311,以及另一恢复系B163被分到了一组,而其它骨干恢复系和所有不育系被分到了另一组;而另一组在相似度为0.72处又被分为了两组。2.本研究选用RM164、RM18和RM258扩增出的14条多态标记构建的DNA指纹图谱中,每个杂交稻品种都具有特异的DNA指纹,可以彼此相区别从而达到种质鉴定的目的。3.RM164扩增的三条特异标记可以通过父母本的互补标记有效的鉴别Y两优1号和两优培九两个超级杂交稻先锋品种。4.RM164还扩增得到了在Y58S及其亲本Lemont,以及F1代Y两优1号稳定传递的一条Y两优系列特异的标记,可用于有效地鉴定Y两优系列杂交稻的品种种质。5.两个转基因水稻株系TPS191-1和TPS155-4的基因组中均整合了PyTPS基因,在渗透胁迫下的表型都优于对照TP309,其中转基因株系TPS155-4抗渗透胁迫能力的提高比TPS191-1更明显。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 水稻概述
• 1.1.1 分类学地位
• 1.1.2 我国的生产应用现状
• 1.1.3 杂交水稻的研究应用进展
• 1.1.3.1 水稻雄性不育系
• 1.1.3.2 三系杂交水稻
• 1.1.3.3 两系杂交水稻
• 1.1.3.4 三系杂交稻与两系杂交稻的比较
• 1.1.3.5 超级杂交稻育种
• 1.1.3.6 杂交水稻超高产育种理论创新
• 1.2 中国水稻的生物技术研究现状
• 1.2.1 水稻作为植物基因组学研究的模式植物的重要性
• 1.2.2 应用分子标记构建DNA指纹图谱的研究进展
• 1.2.2.1 分子标记的研究进展
• 1.2.2.2 DNA指纹图谱的研究进展
• 1.2.2.3 构建DNA指纹图谱的分子标记方法比较
• 1.2.2.4 SSR标记
• 1.2.2.4.1 SSR标记的结构及功能
• 1.2.2.4.2 发展SSR标记的方法
• 1.2.2.4.3 SSR标记的应用
• 第二章 超级杂交稻骨干不育系DNA指纹图谱的构建
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 供试材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.2.1 全基因组DNA的提取
• 2.2.2.2 构建DNA指纹图谱SSR引物的初筛
• 2.2.2.3 SSR分析
• 2.2.2.4 SSR分析结果的统计和聚类分析
• 2.2.2.5 构建DNA指纹图谱模式图和计算机语言化DNA指纹
• 2.2.2.6 克隆Y两优系列杂交稻组合特异标记序列
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 用于聚类分析和DNA指纹图谱构建的SSR引物
• 2.3.2 聚类分析结果
• 2.3.3 DNA指纹图谱模式图和计算机语言化DNA指纹的构建
• 2.3.4 杂交种的互补扩增
• 2.3.5 Y两优系列杂交稻组合特异标记序列的比较分析
• 2.4 讨论
• 2.4.1 构建DNA指纹图谱标记方法的选择
• 2.4.2 DNA指纹图谱的高效构建的供试材料选择
• 2.4.3 应用DNA指纹图谱鉴定种质及纯度的可行性
• 2.4.4 高效利用DNA指纹图谱构建技术
• 2.4.5 目前DNA分子标记鉴定种质存在的问题
• 第三章 条斑紫菜6-磷酸海藻糖合成酶基因（PYTPS）基因提高水稻抗渗透胁迫能力的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料和方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验材料的培养和处理
• 3.2.3 DNA的提取和PCR分析
• 3代植株的SOUTHERN杂交检测'>3.2.4 转基因T₃代植株的SOUTHERN杂交检测
• 3.2.5 生理指标苗长、根长、株高和电导率的测定
• 3.2.5.1 苗长和根长的测定
• 3.2.5.2 苗高和电导率的测定
• 3.2.6 取材和提取RNA
• 3.2.7 RT-PCR分析
• 3.2.7.1 单链cDNA合成
• 3.2.7.2 RT-PCR
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 转基因株系转化PYTPS基因的分子检测
• 3代植株的SOUTHERN杂交检测'>3.3.2 转基因T₃代植株的SOUTHERN杂交检测
• 3.3.3 转基因株系抗逆性的生理表现
• 3.3.4 转基因株系中PYTPS基因的转录水平差异
• 3.4 讨论
• 参考文献
• 附录
• 1 大量提取DNA的程序
• 2 丙稀酰胺凝胶的配制方法
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果目录
• 攻读硕士学位期间主要研究经历