利用杂交技术将Ac/Ds转座元件导入籼稻基因组

论文摘要

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是单子叶植物特别是禾谷类作物遗传学和功能基因组学研究的模式植物。籼型水稻是全球半数以上人口主要食粮,世界上80%的水稻栽培品种属于籼稻。但是,目前我国大部分籼型水稻品种对不同生物逆境(如病虫害)和非生物逆境(如干旱、冷害和盐碱)抗性较弱,其稻米的外观、加工和营养品质较差,这在很大程度上限制了籼型水稻高产优势的发挥。水稻重要农艺性状相关突变体的创制、筛选,不但可为抗逆性强、品质优的籼型水稻的培育挖掘新的种质,还可为籼稻功能基因组学研究提供丰富的实验材料。迄今,国际上已经建立了多个基于粳稻基因组的Ac/Ds转座元件插入突变和基因捕获系统,但尚未构建专一的籼稻的突变体筛选技术平台。本研究采用经典的遗传育种技术,将分别含Ac/Ds、Ac、Ds的粳稻品种Dongjin Bye与赣早籼37号、嘉育948、籼小粘、湘晚籼11号、中二软占、中鉴100、中优早81、遵籼3号、明恢86、扬稻6号、扬籼6547、浙733和镇恢084等籼稻品种进行配组杂交,获得杂交F2或复交F1代材料,并对杂交后代进行Ac和Ds的插入分析,并对含Ac/Ds双元件的后代进行籼粳属性的分子鉴定。结果显示,明恢86等9个籼稻品种与含Ac/Ds双元件的粳稻杂交产生了能育的后代,后代中含Ac/Ds双元件的植株占78.6%,仅含Ac和Ds的植株分别占10.7%和1.5%,Ac和Ds两种元件都可能在基因的垂直传递过程中丢失。为利用PCR技术对杂交后代进行籼粳属性的鉴定,我们从分别对应于水稻12对染色体的特异引物中筛选出一对引物。PCR分析的鉴定结果表明,杂交后代中籼稻、粳稻和籼粳杂合背景的植株分别占35.5%、15.6%和48.9%。研究发现,在以同一品种(如扬稻6号、湘晚籼1号和中鉴100)的籼稻为母本进行连续两代杂交已经获得籼稻背景的后代。研究表明,利用籼粳亚种间杂交技术已经将粳稻中的Ac/Ds转座元件导入籼稻,从而初步建立了基于籼稻基因组背景的Ac/Ds基因捕获系统。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 Ac/Ds 插入突变技术在水稻功能基因组学研究中的应用
• 1 水稻功能基因组学研究中的插入突变技术
• 1.1 T-DNA 插入
• 1.2 反转录转座子 Tos17 引起的插入突变
• 2 水稻基因组的Ac/Ds 双元件插入系统
• 3 建立籼稻Ac/Ds 双元件插入系统的意义
• 4 利用杂交技术将Ac/Ds 双元件导入籼稻基因组
• 5 结语
• 参考文献
• 第二章 水稻亚种间杂交及杂交后代籼粳属性的鉴定
• 1 水稻籼粳亚种间杂交研究现状
• 2 水稻亚种间杂交后代籼粳属性：意义与鉴定技术
• 3 籼粳属性鉴定技术的应用
• 4 结语
• 参考文献
• 第三章 籼稻与粳稻Ac/Ds 植株的杂交及后代Ac/Ds 插入分析
• 1 材料与方法
• 1.1 植物材料
• 1.2 播种、植株生长与籼、粳杂交
• 1.3 籼粳杂交后代Ac 和Ds 插入的PCR 鉴定
• 1.4 籼粳杂交F2 代Ac 和Ds 插入的PCR 鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 籼粳杂交组合及所获后代种子数
• 2.2 籼粳杂交后代的Ac/Ds 插入分析
• 2.3 籼粳杂交F2 代的Ac/Ds 插入特点
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 杂交F2代Ac/Ds 植株籼粳属性的分子鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 植物材料
• 1.2 引物设计
• 1.3 籼粳属性的PCR 分析
• 2 结果与分析
• 2.1 引物预筛选
• 2.2 PCR 循环参数优化下的引物筛选
• 2.3 杂交后代的籼粳属性
• 3 讨论
• 参考文献
• 结论
• 课题资助情况
• 在学期间发表论文
• 致谢