论文题目: 拟南芥ess突变体定位克隆及遗传分析
论文类型: 博士论文
论文专业: 遗传学
作者: 刘天磊
导师: 沈大棱
关键词: 寒丰,寒丰,寒优湘晴杂交稻,花药培养,湘晴,种子纯度,蛋白,定位克隆,分子标记,花药发育,连锁分析,拟南芥,突变体,诱变
文献来源: 复旦大学
发表年度: 2005
论文摘要: 一、ess突变体的定位克隆及遗传分析 花药发育涉及植物发育中最为复杂的生物学过程,花药发育的研究对于理解植物个体发育各个方面都有重要借鉴意义。花药发育研究进展得益于花药突变体的遗传分析,尤其是对模式材料拟南芥雄性不育突变体的分析。花药发育突变体的基因已被克隆的为数不多,任何一个新突变体的鉴定及相关基因的克隆必然代表着花药发育过程一个新节点的发现,正是这些节点勾勒出植物发育的轮廓。目前在几种作物中克隆的CMS雄性不育恢复基因,他们都是核基因,却编码一个线粒体定位PPR蛋白,参于线粒体基因RNA的加工或翻译调节。ESS也是一个PPR蛋白,ess突变体的研究不仅对了解花药发育提供线索,而且对理解线粒体参于的经由PPR类蛋白调节的植物雄性育性的研究提供参考。ESS基因的同源比较表明其并非一个代谢途径或细胞中的结构组分,可能是一类调节基因或调节基因辅助成分,因此对于ESS的研究可能为人为控制雄性育性提供帮助。雄性不育一直是备受关注的生物学问题,深入的了解雄性不育的机制便于生产上的利用。生物进化的保守性,使得模式植物中取得的进展很快就能在作物中得到印证和利用。图位克隆是发现新基因的重要手段。近几年拟南芥图位技术取得重大突破,形成了标准化的定位程序。国内也有许多实验室从事拟南芥的定位研究,但是利用CAPC数据资源进行定位尚未见报道。我们不仅利用CAPC数据资源进行定位,而且还发展了近30个新分子标记,在分子标记的检测方面发展了异源双螺旋分析技术。我们的工作还为定位克隆研究者提供了一个可供参考的操作程序,丰富了拟南芥的定位技术。 在EMS诱变处理的M2群体中分离了一个早期果荚短小的突变体ess,通过对ess突变体的形念分析和显微观察,发现ess突变体有以下特点:早期果荚短小,果荚总数增多,种子量减少。花期推迟,主茎次级分枝高达主茎,成熟期次生生长弱于野生型。解剖结构发现,传粉时花粉量减少,花丝短,花药外观呈褐色,稀见花粉粒,雌蕊及柱头外观正常。花粉萌发未见异常。杂交结果证实ess突变体雌蕊发育正常,属雄性生殖异常的突变体。在花药不同发育时期的显微观测中发现,花药发育Stagell期可见异常小孢子,Stagel4期花药药室壁塌陷、表皮下形成空洞且可见败育花粉。果荚变短、种子量的减少均源于花粉量不足造成的。至于ESS基因通过何种途径引起主茎优势减弱,主茎侧枝高至主茎以及成熟期次生生长减弱还不得而知,可能是ESS基因多效性的一个方面,其分子机制尚待进一步的研究。 经过图位分析将ess突变体定位于第一染色体F12K11克隆的右端与F4H5克隆的左端大约67Kb的范围内,位于分子标记UN201(2000541bp)和UN67(2067844bp)之间。此突变体定位在基因-突变表型序列图(GMPSM)中AT106150(EMBl444,1867128-73696bp)和ATlg08060(MOM, 2501739-1108lbp)表型标记之间。这些结果显示ess突变体是一新的突变体,可能代表了花药发育的
论文目录:
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英文摘要
名词缩略表
第一章 花药发育和定位克隆技术
第一节 花药的发育研究进展及雄性育性
1 拟南芥花药的形态发生和遗传控制
1.1 花药的形态发生
1.2 花药发育的遗传控制
2 花药发育中特异表达基因
3 花药发育与雄性育性
花药的发育研究进展及雄性育性参考文献
第二节 拟南芥图位克隆的研究进展
1 近几年定位克隆所取得的部分成果
2 Col-0／Ler的多态性及检测
2.1 Col-0／Ler的多态性
2.2 拟南芥中检测DNA多态性的方法
3 图位克隆的进程
拟南芥图位克隆的研究进展参考文献
第二章 材料和方法
1 材料
1.1 拟南芥的生长和管理
1.2 拟南芥的诱变与表型突变体的筛选
1.3 回交和构建作图群体
2 形态分析
2.1 形态分析
2.2 花药发育的显微观测
2.3 花粉萌发试验
3 定位克隆
3.1 定位
3.2 候选区间的测序
4 ESS基因及产物的电子分析
材料方法参考文献
第三章 结果和讨论
1 诱变和突变体的筛选
2 形态分析
3 突变体的定位
3.1 同线性测定
3.2 大尺度定位
3.3 精细定位
3.4 候选区间的测序与ATlg06710.1基因的结构
4 ATlg06710.1基因(ESS)和花药发育
结果和讨论参考文献
第四章 寒优湘晴杂交稻亲本花药培养后代的分子鉴定
第一节 前言
第二节 材料和方法
1 材料的准备和DNA的提取
2 AFLP指纹分析
2.1 AFLP的PCR扩增
2.2 AFLP扩增产物的检测——测序胶电泳和银染
3 数据的采集和处理
第三节 结果和讨论
1 建立寒优湘晴杂交稻亲本AFLP分析体系
2 寒优湘晴杂交稻亲本花药培养后代的多态性
3 花药培养来源的寒优湘晴杂交稻亲本的彼此甄别
寒优湘晴杂交稻亲本花药培养后代的分子鉴定参考文献
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发布时间: 2005-09-19
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