水稻高叶绿素含量基因Gc候选基因的确定与克隆

论文摘要

突变体是功能基因组学研究的重要材料。我们在育种实践中发现了一个水稻深绿色性状突变体,遗传分析表明该性状由一对显性基因控制。通过SSR标记,获得3个与Gc连锁的SSR标记rm462、rm6340及rm6464位于第1染色体的短臂上。rm462位于Gc的一侧,与目标基因的遗传距离为1.18 cM,rm 6340和rm6464位于Gc的另一侧,与目标基因的遗传距离分别为0.0 cM和0.558 cM,本文在此基础上继续对高叶绿素含量基因进行了研究。主要如下:1.通过已经公布的水稻基因组序列确定了高叶绿素含量基因目标区域的序列,对高叶绿素含量基因目标区域序列进行了基因预测,获得17个功能基因。2.对获得的17个功能基因进行了氨基酸序列比对、同源性和功能分析,确定两个候选基因。一个为来源于拟南芥编码叶绿体类囊体腔蛋白、叶绿体合成前体的基因,另一个为来源于绿藻类叶绿体编码叶绿体被膜蛋白的基因。分别命名为Gccga和Gccgb3.对其中一个候选基因Gccga设计引物,扩增包含整个基因和可能启动子、Poly-A的序列。通过对PCR条件的优化,获得扩增该片段的优化条件,回收该片段,连接到PMD-18T载体,转化到大肠杆菌JM109,进行PCR鉴定和酶切鉴定,挑取阳性克隆,进行测序分析。通过对测序结果比对发现突变体DNA序列在预测的启动子和起始密码子之间增加了73个核苷酸。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 水稻基因组学研究
• 1.1.1 水稻结构基因组研究
• 1.1.2 水稻功能基因组学研究
• 1.1.3 水稻突变体的研究
• 1.2 叶色突变体
• 1.2.1 叶色突变体的研究
• 1.2.2 叶色突变体的种类
• 1.2.3 叶色突变体的遗传
• 1.2.4 叶色突变体的分子机理
• 1.2.5 叶色突变体的应用前景
• 1.3 植物突变体的基因分离
• 1.3.1 转座子或T－DNA 插入突变体的基因分离
• 1.3.2 自发和诱发突变体的基因分离
• 1.3.3 基因敲入或基因敲除突变体的基因分离
• 1.4 本研究的基础和目的意义
• 2 生物信息学法确定Gc 基因的候选基因
• 2.1 引言
• 2.2 实验方法
• 2.3 结果
• 2.3.1 Gc 目标区域的基因预测
• 2.3.2 预测基因氨基酸序列的比对及候选基因的确定
• 2.4 讨论与分析
• 3 高叶绿素突变体候选基因的克隆
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 材料和试剂
• 3.2.2 仪器和设备
• 3.2.3 试剂的配制
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 水稻基因组DNA 的提取
• 3.3.2 电泳
• 3.3.3 候选基因引物的设计与筛选
• 3.3.4 目的片段的扩增
• 3.3.5 目的片段的回收
• 3.3.6 连接反应
• 3.3.7 连接产物的转化
• 3.3.8 质粒提取
• 3.3.9 阳性克隆的鉴定
• 3.3.10 测序及序列分析
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 水稻基因组DNA 的提取
• 3.4.2 目的片段的扩增与回收
• 3.4.3 连接产物的转化
• 3.4.4 质粒提取
• 3.4.5 转化产物的鉴定
• 3.4.6 序列分析
• 3.5 小结与讨论
• 3.5.1 引物的设计与选择
• 3.5.2 长片段扩增的条件
• 3.5.3 序列结果的分析
• 4 讨论
• 4.1 水稻叶绿素含量基因的研究
• 4.2 图位克隆法与候选基因法结合克隆新基因
• 5 结论与后续工作建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的文章