论文题目: 玉米一个高赖氨酸突变基因的定位及o2胚乳异雄核受精和o2位点等位变异的分析
论文类型: 博士论文
论文专业: 遗传学
作者: 杨文鹏
导师: 郑用琏
关键词: 定位,基因聚合,赖氨酸,异雄核受精,等位变异,玉米
文献来源: 华中农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 玉米籽粒胚乳蛋白中大部分是贮藏蛋白,缺乏某些必需氨基酸,尤其是赖氨酸和色氨酸。因而,作为主要粮食和饲料作物的玉米,对单胃动物和人而言其蛋白质营养品质较差。用蛋白质添加来弥补其营养的不足,在动物饲料方面是昂贵的和浪费能源的,在人类食用方面对大多数发展中国家则是不切实际和难以普及的。因此,提高玉米的营养价值,最为经济有效的途径是对籽粒胚乳蛋白进行遗传改良。 改善玉米籽粒胚乳蛋白质品质的研究,主要集中在寻求能降低玉米醇溶蛋白合成,提高赖氨酸含量的突变体上。作者于1994-1999年期间,从Robertson的增变子Mu（Mutator）诱导的玉米突变群体中,分离得到一个高赖氨酸突变。因为突变体胚乳质地为不透明,所以暂将控制该突变的基因命名为opaque-16（o16）。 本项研究的主要目的是分析o16基因对赖氨酸含量的遗传效应,定位o16基因。同时,研究其与o2基因（另一个高赖氨酸基因）聚合对玉米籽粒赖氨酸含量的效应。为达到上述目的,有必要建立赖氨酸含量的适用分析方法,以保证基因定位及其效应分析的可靠性。另外,o2胚乳异雄核受精对o2胚乳性状的分子标签分析有一定影响,而O2位点的等位变异又是导致o2胚乳异雄核受精的主要原因。于是,又分析研究了o2胚乳的异雄核受精现象,以及o2位点的隐性等位变异及其与赖氨酸含量的关系。 以普通玉米系和高赖氨酸玉米系为材料,用简单统计方法,对赖氨酸含量的化学分析方法如茚三酮显色法、染料结合赖氨酸法、2-氯-3,5-二硝基吡啶法和2,4,6-三硝基苯磺酸法等进行分析。 以o16突变系QCL3021和QCL3024为基础,构建了两个F2:3群体。其中,一个源自组合QCL3024×QCL3010（普通玉米系）,另一个源自组合齐205（o2系）×QCL3021。用MAPMAKER软件建立SSR标记遗传连锁图,用复合区间作图法进行o16基因的遗传定位分析,通过简单统计分析o2和o16两基因的聚合效应。 用以o2系为轮回亲本的三个回交群体,通过分子标记鉴定和胚乳表型观察,考察了o2胚乳的异雄核受精频率。 以14个o2突变系和一个普通系为研究对象,通过O2基因内的三个微卫星
论文目录:
摘要
ABSTRACT
前言
1.1 问题的由来
1.1.1 我国玉米的生产和消费概况
1.1.2 玉米作传统饲料的优缺点
1.1.3 玉米在配合饲料中的地位
1.1.4 我国食物营养构成的缺陷
1.1.5 高赖或优质蛋白玉米的食物营养及药用价值
1.1.6 高赖或优质蛋白玉米研究的意义
1.2 文献综述
1.2.1 玉米籽粒胚乳的蛋白质
1.2.2 玉米醇溶蛋白的遗传控制
1.2.3 玉米醇溶蛋白基因和谷蛋白基因
1.2.4 改善玉米胚乳蛋白质品质的突变基因及其遗传
1.2.5 玉米o2位点对玉米醇溶蛋白的调控作用
1.2.6 玉米其它位点对玉米醇溶蛋白的调控作用
1.2.7 优质蛋白玉米不透明粉质胚乳的修饰
1.2.8 玉米蛋白质品质的改良
1.3 目的
第一章 玉米分离群体家系籽粒赖氨酸含量测定适用方法的筛选
2.1 依据
2.2 实验材料和方法
2.2.1 植物材料
2.2.2 茚三酮显色法
2.2.3 染料结合赖氨酸(DBL)法
2.2.4 2-氯-3，5-二硝基吡啶法
2.2.5 2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)法
2.3 实验结果与分析
2.3.1 茚三酮显色法
2.3.2 染料结合赖氨酸(DBL)法
2.3.3 2-氯-3，5-二硝基吡啶(CDNP)法
2.3.4 2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)法
2.4 讨论
第二章 玉米中一个高赖氨酸突变基因的定位及其与o2基因聚合的效应
3.1 依据
3.2 材料与方法
3.2.1 植物材料与群体构建
3.2.2 引物与试剂
3.2.3 胚乳表型鉴定
3.2.4 籽粒赖氨酸含量分析
3.2.5 DNA样品制备和SSR标记分析
3.2.6 遗传连锁分析
3.2.7 统计分析
3.3 结果与分析
3.3.1 MF和PF群体赖氨酸含量的遗传分析
3.3.2 MF和PF群体遗传连锁图的构建
3.3.3 MF群体赖氨酸含量性状的QTL定位分析
3.3.4 PF群体赖氨酸含量性状的QTL定位分析
3.3.5 o16和o2两基因聚合对籽粒赖氨酸含量的效应
3.4 讨论
第三章 玉米o2胚乳的异雄核受精与O2基因内的不等交换
4.1 依据
4.2 材料与方法
4.2.1 植物材料和群体组建
4.2.2 引物与试剂
4.2.3 赖氨酸含量的化学分析
4.2.4 玉米籽粒胚乳表型的分类
4.2.5 DNA样品的微量制备
4.2.6 PCR扩增、凝胶电泳和银染
4.3 结果与分析
4.3.1 玉米opaque-2回交一代群体中籽粒胚乳的异雄核受精
4.3.2 回交一代异雄核受精籽粒的胚乳表型、胚(植株)基因型及其植株自交后代的分离
4.3.3 雄、雌配子O2位点基因内不等交换与胚(植株)基因型
4.3.4 o2基因内的不等交换导致回交一代群体的胚乳异雄核受精
4.4 讨论
4.4.1 异雄核受精对基于胚乳表型性状选择的影响
4.4.2 诱导异雄核受精，创造胚乳突变
4.4.3 异雄核受精的机制
第四章 玉米O2基因内三个微卫星(SSR)位点的隐性等位变异
5.1 依据
5.2 材料与方法
5.2.1 植物材料
5.2.2 籽粒赖氨酸含量的化学分析
5.2.3 种子胚乳表型的鉴定和分类
5.2.4 PCR引物
5.2.5 植物DNA分离、PCR扩增、凝胶电泳和银染
5.2.6 PCR产物的连接、转化、克隆和测序
5.2.7 统计分析和序列分析
5.3 结果与分析
5.3.1 Opaque-2位点的隐性等位多样性
5.3.2 O2基因内三个SSR的隐性等位序列变异
5.3.3 玉米O2基因内SSR位点的核苷酸变异与籽粒赖氨酸含量的关系
5.4 讨论
参考文献
致谢
附录1 种子赖氨酸含量分析的部分试剂配制
附录2 种子赖氨酸含量分析的方法简述
附录3 分子生物学实验的部分试剂配制
附录4 玉米微量DNA分离提取的CTAB方法(适用于分子标记辅助选择)
附录5 o2与o16两基因回交聚合群体o2位点的分子标记辅助选择结果
附注
作者简历
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待发表文章
发布时间: 2005-12-05
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