小麦抗寒相关基因克隆及序列特征分析

论文摘要

低温伤害不仅会限制农作物的栽种范围，也会造成农作物减产。每年全世界因低温冷害造成的农作物损失多达数千亿元，研究并提高植物抗寒力具有重要的理论意义和现实意义。为了阐明冷诱导基因与小麦幼苗抗寒性的关系，本文选取来自于全国各个麦区及部分外引种质共260份小麦资源，进行了幼苗抗寒性鉴定及冷诱导基因STS检测。根据NCBI上公布的24个冷诱导基因的mRNA序列，分别设计引物对260份材料进行扩增，结果表明： Wrab19（登录号：AF139915）、Wcs19（登录号：L13437）、 Wrab17（登录号：AF255053）三个冷诱导基因与小麦抗寒性有一定关联，主要结果如下：1．实验室抗寒性鉴定结果表明，260个品种的抗寒性分布广泛，品种间差异极显著，所有品种的抗寒性变幅为0.0～1.0，表现出较为明显的表型差异。2.利用所设引物对Wrab19基因进行扩增时，表现出较好的多态性，260份材料中，133个品种扩增出两条带，长度分别为690bp和1200bp；127个品种扩增出一条带，长度为690bp。随机挑选4个抗寒性不同的品种进行测序，品种名称为Serra、02Y151、宿9908、CP93-18-1-1-1-5，其中前两个品种序列与目的序列基本一致，而后两个品种序列在222bp处多出一段33bp的序列，推测可能是等位基因。3．利用引物对260份材料进行wcs19基因检测，结果发现，该引物特异性较好，但在品种间没有多态性，260份材料均检测出wcs19基因。进一步的序列分析表明， wcs19基因DNA序列含有一段121-122bp的内含子，且该内含子序列中包含一个SNP，即，内含子序列+9bp处G碱基的插入和缺失，此内含子及内含子中的SNP与幼苗抗寒性的关系还需进一步研究确定。4．利用所设引物对wrab17基因进行扩增时，引物扩增特异性较好，预计目标片段468bp，但实际扩增出610bp的片段，同时在品种间没有出现多态性，260份材料均检测出wrab17基因。随机选取两个抗寒性不同的品种进行测序，DH5037和DH6197，抗寒性分别为0.86、0.57，测序结果表明，2条序列都含有一段142bp的内含子序列，并且品种DH6197的内含子边界序列发生突变，由G→T,这可能是导致其抗寒性下降的主要原因。5．其余21个基因对260份材料的检测结果发现，冷诱导基因普遍存在于小麦中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 英文缩略表
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 植物抗寒性的遗传机理
• 1.1.1 细胞膜与抗寒性的关系
• 1.1.2 活性氧清除系统与抗寒性的关系
• 1.1.3 渗透调节物质与抗寒性的关系
• 1.2 植物抗寒性的鉴定方法
• 1.2.1 生态指标
• 1.2.2 形态指标
• 1.2.3 生理指标
• 1.2.4 理化指标
• 1.3 小麦抗寒性研究进展
• 1.3.1 寒害（cold injury）的类型
• 1.3.2 抗寒性的生理特性
• 1.3.3 抗寒基因
• 1.3.4 小麦抗寒性分子生物学研究进展
• 1.3.5 抗冻蛋白
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1. 材料
• 3.2 方法
• 3.2.1 小麦抗寒性鉴定
• 3.2.2 引物的设计与合成
• 3.2.3 基因组总 DNA 提取
• 3.2.4 各引物 PCR 反应体系及扩增条件
• 3.2.5 序列测序与分析
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 260 个品种抗寒性分析
• 3.3.2 wrab19 基因检测结果
• 3.3.3 wcs19 基因检测结果
• 3.3.4 wrab17 基因检测结果
• 3.3.5 Wcor825 基因检测结果
• 3.3.6 Wcor18 等基因检测结果
• 3.3.7 Wcs120 等基因检测结果
• 3.3.8 LOC543089 等基因检测结果
• 3.4 讨论
• 4 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简介
• 在读期间发表的学术论文