小麦大粒突变体的鉴定和相关cDNA片段的克隆

论文摘要

传统的化学诱变方法,能诱发产生高密度的点突变,获得遗传背景相似的突变体。不仅能够解决小麦育种中种质资源匮乏的问题,也为相关基因的精细定位、克隆以及基因功能的分析等提供了研究平台。近年来,随着分子生物学研究的不断深入和生物技术的迅猛发展,利用基因工程技术结合传统育种方法来培育优良作物品种并从基因表达水平上分析特定基因及其相关基因已成为许多科研工作者研究的热点之一。本研究选用小麦品种“烟农15”为对象,用EMS对烟农15的种子进行诱变处理,筛选突变体,以构建变异类型丰富的小麦突变体库、创造小麦新种质,为小麦功能基因研究和小麦遗传改良提供基础材料。（1）经过M2代筛选和M3代鉴定,得到大量在茎杆性状、叶片性状、穗部和籽粒性状以及结实性等方面发生变异的突变体,构建了变异性状丰富的小麦突变群体。获得11个农艺性状发生明显变异且表现一致的M3突变株系,其中,籽粒大小和株高两个性状的变异幅度最大。11个突变系均有复合性状突变出现,将其分为3类突变表型:8个大粒、高秆突变系;2个半矮秆突变系;1个高秆、多蘖突变系。（2）选取高秆、大粒突变体8008与烟农15杂交,构建遗传分析群体。通过对杂种F1代和F2代群体的表型分析发现,高秆、高千粒重和宽粒这三个性状受显性单基因控制。（3）用715对EST-SSR引物对受体烟农15和4个M3突变系进行了分析,共有14个引物对在受体和突变系间能扩增出差异条带。其中12个引物对扩增结果的差异表现为条带的有无;2个引物对表现为扩增出长度不同的差异条带。对突变体中的一个扩增片段进行克隆测序,发现其序列与原EST序列相同,表明该片段确实为目标扩增片段。（4）利用mRNA差异显示方法对烟农15及其大粒突变体在转录水平上进行分析,获得了一部分在二者之间差异表达的cDNA片段。对这些cDNA片段进行克隆、测序和生物信息学分析,发现部分片段与已知序列有很高的同源性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 化学诱变的应用
• 1.1.1 化学诱变的特点
• 1.1.2 化学诱变剂的种类
• 1.1.3 EMS 诱变
• 1.1.4 突变体的筛选和鉴定
• 1.1.5 TILLING 技术在突变体检测中的应用
• 1.2 粒重的遗传
• 1.2.1 控制水稻谷粒粒长和粒重的主效基因 GS3
• 1.2.2 控制水稻谷粒粒宽和粒重的主效基因GW2
• 1.3 mRNA 差异显示技术及其应用
• 1.3.1 m RNA 差异显示技术的基本原理
• 1.3.2 m RNA 差异显示技术的优缺点
• 1.3.3 m RNA 差异显示技术的应用
• 1.4 本研究意义、研究内容、预期目标
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.1.4 PCR 引物
• 2.1.5 菌株和克隆载体
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 诱变处理
• 2.2.2 突变体的筛选和鉴定
• 2.2.3 突变体的遗传分析
• 2.2.4 突变体的EST-SSR 标记分析
• 2.2.5 总RNA 的提取、检测及纯化
• 2.2.6 逆转录反应——cDNA 第一条链的合成
• 2.2.7 PCR 扩增及电泳检测
• 2.2.8 差异条带的回收、二次扩增及检测
• 2.2.9 差异片段的克隆
• 2.2.10 统计分析方法
• 3 结果与分析
• 3.1 突变体的农艺性状表现
• 3.1.1 形态性状突变体特性
• 3.1.2 典型突变体的筛选
• 3.1.3 部分变异性状的遗传分析
• 3.2 EST-SSR 标记分析
• 3.2.1 EST-SSR 标记分析
• 3.2.2 测序分析
• 3.3 大粒突变体的差显分析
• 3.3.1 总RNA 的提取及检测结果
• 3.3.2 逆转录结果的检测
• 3.3.3 m RNA 差异显示
• 3.3.4 差异条带的二次扩增
• 3.3.5 重组质粒的鉴定
• 3.3.6 测序结果与分析
• 4 讨论
• 4.1 化学诱变的应用前景
• 4.2 突变体的鉴定和EMS 诱变机制
• 4.3 差显分析和序列比对
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况