抗草甘膦棉花的光合特性、抗性基因定位及分子鉴定

论文摘要

草甘膦是目前使用面积最大、使用范围最广的灭生性除草剂,其毒性机制主要是竞争性抑制莽草酸途径中的EPSP合酶,导致芳香族氨基酸合成受阻,从而扰乱了生物体正常氮代谢而死亡。草甘膦结构简单、生产成本低、除草效果好、低毒无残留,无论从其自身特性还是从货源供应上都是很理想的除草剂,但它作为一种非选择性除草剂,对农作物同样有灭生性作用,限制了草甘膦在农业生产中的应用范围。抗草甘膦作物品种的培育,将为棉田化学除草找到有效的方法,为草甘膦的应用发展开辟新的途径。江苏省农科院在棉花育种亲本材料的筛选鉴定过程中发现一些对草甘膦有极强抗性的棉花种质,经分离纯化得到抗草甘膦种质系G-6。本论文以抗草甘膦种质系G-6,不抗的近等基因系H081以及常规品种SY119为试验材料。经连续2年的田间和实验室抗性鉴定表明：G-6可抗0.2%浓度的草甘膦,抗草甘膦性状表达稳定。经三个时期测定,抗性品系G-6与其近等基因系H081的叶绿素、花青素含量、光合作用强度在0.5%水平均无显著差异。抗草甘膦种质系G-6与不抗常规品种SY119杂交,F1群体均表现为抗草甘膦,F2抗与不抗植株比例符合3：1的规律,回交BC1群体抗与不抗植株符合1：1的分离规律。显示G-6中的抗草甘膦性状是受一对显性基因控制的质量性状。利用抗性品系G-6与其近等基因系H081,以及利用BAS法进行引物多态性筛选,并以G-6与不抗常规品种SY119杂交的BCl群体作为基因定位群体。基因定位结果：737对SSR引物没有标记能与抗性目的基因连锁。对抗性品系G-6的抗性基因类型进行检测,根据文献公布的11对引物检测结果,只有来源于抗草甘膦油菜的一对检测人工合成的cp4-epsps基因的引物能扩增出产物,其扩增长度符合引物设计长度398bp,由此判断此抗草甘膦棉花品种的抗性基因是人工合成的cp4-epsps。测序结果经blast比对,G-6的抗性基因与基因编号为AF464188的人工合成的cp4-epsps基因相似度为83%,而该基因片段翻译的氨基酸序列与编号为AF464188的人工合成cp4-epsps基因翻译的氨基酸序列100%同源。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 上篇 文献综述
• 第一章 甘膦及抗草甘膦作物
• 1.1 草甘膦的特点
• 1.1.1 除草效率高
• 1.1.2 环境危害小
• 1.1.3 对人畜无害
• 1.1.4 杂草不易产生抗性
• 1.2 草甘膦的作用机理
• 1.2.1 抑制芳香族氨基酸的合成
• 1.2.2 抑制光合磷酸化及ATP酶的活性
• 1.2.3 抑制其他生物合成途径
• 1.3 抗草甘膦转基因作物研究进展
• 1.3.1 国外抗草甘膦转基因研究进展
• 1.3.2 我国抗草甘膦转基因研究进展
• 1.3.3 抗草甘膦棉花的研究进展
• 第二章 DNA分子标记在作物遗传育种中的应用
• 2.1 DNA分子标记概述
• 2.1.1 RFLP
• 2.1.2 AFLP
• 2.1.3 RAPD
• 2.1.4 SSR
• 2.1.5 SNP
• 2.1.6 EST
• 2.1.7 SRAP
• 2.1.8 其它分子标记技术
• 2.2 DNA分子标记技术的应用
• 2.2.1 植物分类学及遗传多样性研究
• 2.2.2 分子图谱构建和基因克隆
• 2.2.3 遗传图谱的构建
• 2.2.4 基因定位
• 2.2.5 分子标记辅助选择
• 2.2.6 品种纯度鉴定
• 2.3 棉花分子遗传学研究进展
• 下篇 研究内容
• 第一章 抗草甘膦棉花的抗性鉴定与光合特性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 转基因棉花离体叶片草甘膦抗性实验
• 1.3 光合色素含量测定
• 1.4 花青素含量测定
• 1.5 光合强度测定
• 2 结果与分析
• 2.1 抗草甘膦棉花抗性鉴定
• 2.2 离体叶片对草甘膦抗性检测
• 2.3 叶绿素的测定
• 2.4 花青素含量的测定
• 2.5 光合强度的测定
• 3 讨论
• 第二章 抗草甘膦棉花的抗性遗传与基因定位
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 作图群体的构建和形态标记调查
• 1.3 棉花总DNA提取
• 1.4 SSR分析
• 1.5 抗性品种遗传学研究
• 1.6 抗性植株基因定位及遗传连锁图的构建
• 2 结果与分析
• 2.1 抗性品种遗传学研究
• 2.2 抗性基因的定位
• 3. 讨论
• 第三章 抗草甘膦棉花的抗性基因分子鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 草甘膦抗性基因的PCR检测
• 1.3 目标DNA序列检测与相似性比对
• 2 结果与分析
• 2.1 抗性基因PCR检测
• 2.2 PCR产物测序与同源性比对
• 3 讨论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文情况
• 致谢