玉米自交系亲本及其杂交种的体细胞克隆变异研究

论文摘要

体细胞克隆变异是植物组织培养中经常发生的现象,被视为可用于作物遗传改良的一种重要的新变异来源。本试验选择了3个优良玉米自交系并配制了2个相互杂交组合,然后以这些材料的幼胚为外植体建立了一套玉米组织培养和再生体系,并利用AFLP和MSAP分子标记技术研究了自交系亲本及其杂交种在体细胞克隆过程中的序列变异和DNA甲基化变异的情况,旨在从分子水平上探讨玉米体细胞克隆变异的机制,进而为玉米遗传改良探讨新的途径和方法。本文研究主要得到以下结果:1.基因型对玉米幼胚愈伤组织的诱导影响很大。杂种诱导能力明显强于自交系,而杂种中正反交对愈伤组织的诱导则没有明显的影响。2.玉米自交系亲本及其杂交种在体细胞克隆过程中存在遗传变异和基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异。杂交种的正反交之间甲基化模式的变异没有明显差异。3.在不同的杂交组合中,玉米体细胞克隆序列变异情况无明显差别。与愈伤组织比较,再生苗表现出的变异较少。4.通过MSAP分析,发现在幼胚诱导愈伤组织,愈伤组织分化成再生苗的过程中,多数材料CCGG位点内侧C完全甲基化水平和外侧C半甲基化水平及总的甲基化水平有先降低后升高后降低的趋势,但也有一些基因型的材料这个趋势不明显。甲基化变异模式以去甲基化为主（0.9%-9.2%）,超甲基化变异较少（0.6%-3.6%）。5.两个杂交组合的AFLP与MSAP之间均存在极显著的相关性,表明组织培养过程中表观遗传变异和遗传变异之间可能存在某种内在的密切联系,6.对AFLP和MSAP检测到的变异的DNA片段经过测序和同源性分析,结果表明玉米体细胞克隆变异发生在已知功能基因、转座子区、EST序列和一些未知功能序列中。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 文献综述
• 1. 植物体细胞克隆变异研究进展
• 1.1 植物体细胞克隆变异的遗传学基础
• 1.2 植物体细胞克隆变异的研究和应用前景
• 2. DNA 甲基化研究概述
• 2.1 DNA 甲基化及水平和模
• 2.2 DNA 甲基化的生物学意义
• 2.3 DNA甲基化的遗传
• 2.4 DNA甲基化的变异
• 3. AFLP 和MSAP 分子标记系统
• 3.1 AFLP
• 3.2 MSAP
• 4. 本研究目的和意义
• 材料和方法
• 1. 实验材料
• 2. 实验方法
• 2.1 愈伤组织的诱导
• 2.2 体细胞克隆变异的分子检测方法
• 2.2.1 基因组总DNA 的提取
• 2.2.2 AFLP 分子标记分析
• 2.2.3 MSAP 分子标记分析
• 2.2.4 数据处理和分析
• 2.2.5 体细胞克隆特异性目的片段的克隆与序列分析
• 结果与分析
• 1. 玉米组织培养
• 2. 玉米亲本自交系及其杂交种体细胞克隆变异结果与分析
• 2.1 AFLP 分子标记检测的遗传变异
• 2.1.1 Mo17×78599 杂交组合的AFLP 统计分析
• 2.1.2 Mo17×78599 杂交组合基于AFLP 分子标记的聚类分析
• 2.1.3 Mo17×C8605-2 杂交组合AFLP 的统计分析
• 2.1.4 Mo17×C8605-2 杂交组合基于AFLP 分子标记的聚类分析
• 2.2 MSAP 分子标记检测的DNA 甲基化水平和模式的遗传与变异
• 2.2.1 Mo17×78599 杂交组合的MSAP 统计分析
• 2.2.2 Mo17×C8605-2 杂交组合的MSAP 统计分析
• 2.3 两种分子标记方法检测结果相关性分析
• 2.4 特异性片段测序分析
• 讨论
• 1. 玉米不同基因型对幼胚组织培养的影响
• 2. 玉米体细胞克隆变异特点和规律
• 2.1 序列变异
• 2.2 在CCGG 位点的胞嘧啶甲基化的相对水平
• 2.3 CCGG 位点甲基化变异模式分析
• 3. 玉米体细胞克隆遗传变异和 DNA 甲基化变异之间的关系
• 4. 变异序列的分析
• 结论
• 参考文献
• 英文缩写词
• 附录
• 致谢
• 在学期间公开发表论文情况