玉米LFY同源基因（ZFL1）与多叶性状（lfy）相关性研究

论文摘要

LFY基因是控制拟南芥花分生组织特异性的主要基因之一,它的突变会导致花部分逆转为花序枝,该基因的突变会引起延迟开花和叶片形态变化。本文利用玉米不同多叶性状材料对LFY同源基因ZFLl的扩增片段长度多态性,以探讨该基因与多叶性状的相关性,对探明玉米LFY同源基因的开花调控机理和多叶玉米在青贮青饲玉米育种中的合理利用具有一定的参考价值。本试验以穗上叶片数不同的玉米材料:Y53（17L）、Y53（4L）、P175（10L）、P175（4L）、Mo17（4L）四叶期幼苗叶片DNA为模板,采取大片段步移法,利用ZFL1基因片段2816bp序列设计5对引物,通过PCR扩增目的片段,5条目的片段覆盖ZFL1基因片段大部分区段。通过琼脂糖电泳,分析不同核背景下ZFLl基因片段PCR扩增片段长度多态性。在此基础上,以Y53（14L）、Y53（4L）为模板,利用巢式PCR方法,扩增4条目的片段,回收PCR产物并测序,将大片段拼接,比较玉米多叶和玉米少叶材料之间ZFLl基因序列以及已公布的核苷酸序列和氨基酸序列的差异性,进而探索玉米多叶性状的遗传机理与ZFLl基因的表达调控内在统一性。结果如下: 1.以Y53（17L）、Y53（4L）、P175（10L）、P175（4L）、Mo17（4L）的叶片总DNA为模板,扩增的PCR产物琼脂糖凝胶电泳分析表明:穗上叶片数不同的玉米材料目的片段1、3的PCR扩增产物长度没有多态性。在目的片段2位点上,穗上叶为4叶的Mo17（4L）扩增片段中内含子1缺失,条带长度为535bp,比其它材料PCR扩增产物少291bp。由于目的片段4位于内含子2中,同样内含子长度间差异并不影响基因的表达。不同材料间目的片段4的PCR扩增产物存在长度多态性,P175（4L）、P175（1oL）、Y53（4L）、Y53（17L）均扩增出517bp的片段,与目的片段长度677bp不一致。Mo17{4L)的扩增片段长度为826bp,比目的扩增片段4长度长。在不同核背景的多叶玉米材料与穗上叶为4叶的少叶玉米材料中,目标扩增片段5的PCR扩增产物长度存在多态性。多叶玉米材料Y53（17L）、P175（10L）没有扩增出目的片段5,而在穗上叶为4叶的少叶材料Y53（4L）、P175（4L）、Mo17（4L）却出现目的片段5。 2.与Y53（4L）相比,Y53（14L）在ZFLl1基因位点发生突变的频率较高。由于Y53（14L）在外显子3位点多了一段13bp重复序列,造成移码突变,进而引起氨基酸序列改变,这表明了多叶材料和少叶材料ZFLl基因表达产物是不同的。试验结果显示出由于ZFLl基因编码氨基酸序列的差异性而导致玉米穗上叶片数的增加,初步认为ZFLl基因在外显子区域发生突变造成表达产物-转录因子结合靶基因位点的功能性失活,使玉米营养生长阶段延迟,从而引起玉米穗上叶片数的增加。

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第一章文献综述

多叶玉米的究进展

1.优质、高产粮饲兼用玉米的研究在农业生产实践中的意义

2.多叶玉米在粮饲兼用玉米、青饲玉米育种上的应用现状

2.1 多叶玉米的形态特征

2.2 穗上叶片数与产量及株高的关系

2.3 多叶玉米的遗传特征

2.4 多叶玉米的选育

3.LFY基因的研究

3.1 LFY基因调控机理

3.2 与LFY基因相关的基因调控网络

3.3 其他植物中LFY／FLO同源基因的研究进展

3.4 玉米性别决定基因研究进展

3.5 玉米LFY／FLO同源基因研究进展

4.本研究的意义

第二章多叶玉米LFY同源基因（ZFL1）片段长度多态性研究

1.材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料

1.1.2 田间管理

1.1.3 ZFL1基因序列和结构

1.1.4 试剂和酶类

1.1.5 供试仪器

1.1.6 PCR试验引物

1.2 方法

1.2.1 玉米叶片DNA的提取

1.2.2 实验材料DNA的鉴定

1.2.3 PCR扩增方法

1.2.4 目的片段长度的比较

2.结果与分析

2.1 不同材料基因片段PCR产物凝胶电泳分析

第三章 ZFL1基因片段回收与克隆

1.材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

1.2.1 玉米叶片DNA提取

1.2.2 实验材料DNA的鉴定

1.2.3 试验引物

1.2.4 PCR扩增方法

1.2.5 目的片段长度的比较

1.2.6 PCR产物回收

1.2.7 PCR产物测序

2.结果与分析

2.1 测序片段凝胶电泳分析

2.2 序列比较

讨论

1.ZFL1基因与多叶性状的关系

2.ZFL1基因调控的分子机制

3.TS、BA基因与ZFL1基因之间的关系

4.下一步工作的设想

参考文献

附录1

附录2

致谢

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