家养水稻休眠与萌发相关基因序列分析及表达研究

论文摘要

种子休眠是指具有活力的种子在适宜的条件下(当限制萌发的因素去除时),暂时的不能萌发的现象。脱落酸和赤霉素在种子的休眠和萌发的过程中起着关键的调控作用。种子休眠的状态不仅受成熟过程中的环境影响,而且在脱粒后受周围环境的影响而持续的变化着。由于休眠在所有主要气候区的高等植物中都存在,适应导致了对不同环境的响应。植物能够通过控制萌发的时间这种适应性来避免不良环境,以达到后期的生长和繁殖的目的。首先,通过不同品种的家养水稻的萌发实验,我们发现它们的萌发时间和休眠性显著不同,并且它们具有不同的赤霉素／脱落酸比值。然后,我们对水稻的脱落酸和赤霉素的代谢相关基因序列进行了比较分析,发现这些休眠和萌发相关基因的编码序列和调控序列中都存在着许多单核苷酸多态性和插入或缺失多态性。通过基因结构功能的预测分析,发现这些变异可能会产生基因活性的变异,而导致不同水稻的脱落酸和赤霉素的含量及其对这两种激素的敏感性的差异,进而导致不同水稻的休眠期的差异。最后,通过比较9311和PA64s干种子中差异表达基因,我们推测这些差异表达基因可能在种子休眠和萌发的过程中也起到调控作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 休眠
• 1.1.1 广义的休眠
• 1.1.2 胚胎水平的休眠
• 1.2 种子休眠概述
• 1.2.1 种子休眠的概念
• 1.2.2 种子休眠的类型
• 1.2.3 研究种子休眠的意义
• 1.2.4 调控种子休眠的激素
• 1.2.5 调控种子休眠的基因
• 1.3 休眠研究模式生物的选择
• 1.3.1 植物休眠模式生物—水稻
• 1.3.2 水稻的驯化
• 1.3.3 水稻的休眠
• 第二章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 种子样品
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 仪器
• 2.2 方法
• 2.2.1 多序列比对和进化分析
• 2.2.2 逆转录PCR和Real-time PCR
• 2.2.3 普通PCR
• 2.2.4 气质联用（GC-MS）定量ABA和GA
• 2.2.5 种子萌发实验
• 第三章 结果
• 3.1 不同休眠程度的家养水稻种子萌发实验
• 3.2 水稻9311和PA64的干种子中脱落酸和赤霉素含量的测定
• 3.3 鉴定分离出水稻脱落酸和赤霉素代谢相关基因
• 3.4 水稻与拟南芥的脱落酸和赤霉素代谢相关基因序列的比较及进化树的构建
• 3.5 水稻9311、PA64s和Nipponbare亚种间脱落酸和赤霉素代谢相关基因的比较
• 3.5.1 NCED、CYP707A、GA20ox、GA3ox和GA2ox家族基因的进化分析
• 3.5.2 水稻的三个亚种9311、PA64s和Nipponbare间基因的功能分析
• 3.5.3 水稻的三个亚种9311、PA64s和Nipponbare间基因的进化分析
• 3.6 水稻9311和PA64s基因表达分析
• 第四章 讨论
• 参考文献
• 附录
• 发表文章目录
• 致谢