云南野生稻遗传特性及其优良基因克隆的研究

论文摘要

云南野生稻是珍贵的野生植物资源，蕴藏着十分丰富的优良种质基因，是改良栽培稻，可供人类长期持续发掘利用的重要基因宝库。野生稻过去在云南分布广，生态类型多，但是，随着人类活动其适生环境遭到破坏，而处于濒危状态。因此，开展对云南野生稻现存资源的调查和保存保护研究，及主要遗传特性和有关基因(片段)的分离研究，有助于促进对野生稻资源的保存、研究和利用，具有重要的理论和实际意义。 1 云南野生稻资源最新分布状况调查和营养成分研究对云南野生稻现存分布情况进行了较为系统的调查，新发现了1个普通野生稻自然分布居群，2个药用野生稻自然分布居群和5个疣粒野生稻自然分布居群。通过RAPD和ISSR分子标记分析，发现居群间的遗传距离大于居群内不同点或植株间的遗传距离。揭示了云南普通野生稻不同类型材料与具A’A’基因组的国内其它地区普通野生稻代表材料的遗传距离。首次对云南野生稻稻米总蛋白质含量、17种氨基酸含量和10种无机元素(其中Ca、Fe、Zn为人体健康有益元素)的比较分析发现，野生稻稻米的蛋白质含量最高达19.3％，一般为13％～16％，比栽培籼稻和粳稻的稻米蛋白质含量高出50％～80％。在人体必需氨基酸和有益无机元素中，野生稻多数种类和类型的含量都显著高于籼稻和粳稻。发现野生稻稻米的高含量蛋白质、人体必需氨基酸以及Zn和Fe，都受遗传控制为主，可能遗传力高，但是Ca、Mn等元素可能遗传力小。上述结果表明，虽然云南野生稻自然资源消亡很多，但是现存资源的遗传

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第一章云南野生稻遗传特性的比较研究

摘要

1 引言

2 材料与方法

2.1 云南野生稻资源调查取样

2.2 云南普通野生稻遗传多样性的研究

2.3 野生稻的主要营养成分分析研究材料和方法

3 结果

3.1 云南野生稻遗传资源最新分布状况

3.2 云南普通野生稻的遗传多样性

3.2.1 云南普通野生稻形态学上的遗传多样性

3.2.2 云南普通野生稻分子水平上的遗传多样性

3.3 云南野生稻稻米主要营养成分分析及其遗传多样性特点

3.3.1 总蛋白质含量

3.3.2 氨基酸含量

3.3.3 无机元素分析

4.讨论

4.1 云南野生稻资源的保存和保护

4.2 云南野生稻的遗传多样性

4.3 云南野生稻米主要营养成分

4.3.1 云南野生稻与其它野生稻主要营养成分之间的比较

4.3.2 云南野生稻米与特种稻的无机元素含量比较

5 小结

6 参考文献

第二章云南野生稻基因文库的构建

摘要

1 引言

2 材料与方法

2.1 云南野生稻BAC文库的构建

2.1.1 实验材料

2.1.2 试剂：

2.1.3 方法

2.2 元江普通野生稻和疣粒野生稻cDNA文库的构建

2.2.1 供试材料与接种

2.2.2 cDNA文库的构建方法

2.3 疣粒野生稻抑制消减文库构建

2.3.1 白叶枯菌株处理

2.3.2 接种叶片及取样

2.3.3 差减cDNA文库的构建方法

3 结果

3.1 野生稻BAC文库构建及其质量分析

3.1.1 BAC文库的构建

3.1.2 BAC文库的质量分析

3.2 云南野生稻cDNA文库构建及其质量分析

3.2.1 疣粒野生稻全长cDNA文库构建

3.2.2 云南元江普通野生稻cDNA文库的构建及其质量分析

3.2.3 疣粒野生稻抑制消减cDNA文库的构建及分析

3.3 cDNA克隆的环化和序列分析

3.3.1 野生稻cDNA噬菌体文库环化为cDNA质粒文库

3.3.2 cDNA测序结果

3.4 疣粒野生稻抑制消减cDNA的序列分析

4 讨论

5 小结

6 参考文献

第三章云南野生稻直链淀粉合成酶及基因克隆的研究

摘要

1 引言

2 材料与方法

2.1 野生稻稻米直链淀粉和总淀粉含量测定

2.1.1 材料

2.1.2 方法

2.2 云南野生稻及栽培稻直链淀粉合成相关酶活性测定

2.2.1 材料

2.2.2 粗酶液的提取

2.2.3 ADPG焦磷酸化酶活性的测定

2.2.4 可溶性淀粉合成酶（SSS）活性的测定

2.2.5 颗粒凝结型淀粉合成酶（GBSS）活性的测定

2.2.6 淀粉分支酶（Q酶）活性的测定

2.3 直链淀粉合成酶Waxy基因的克隆

2.3.1 材料

2.3.2 主要仪器

2.3.3 主要试剂

2.3.4 方法

3 结果

3.1 云南野生稻的淀粉含量

3.1.1 总淀粉含量

3.1.2 直链淀粉含量

3.2 野生稻与栽培稻直链淀粉合成酶活性测定

3.2.1 ADPG焦磷酸化酶活性比较

3.2.2 可溶性淀粉合成酶（SSS）活性比较

3.2.3 淀粉分支酶（Q酶）活性比较

3.2.4 颗粒凝结型淀粉合成酶（GBSS）活性比较

3.3 野生稻直链淀粉合成关键酶Waxy基因的克隆

3.3.1 水稻DNA的制备

3.3.2 Waxy基因片段的PCR扩增

3.5 云南3种野生稻waxy基因的同源性分析

3.5.1 编码区序列多重比对

3.5.2 编码的氨基酸序列多重比对

3.5.3 内含子区序列多重比对

3.6 云南3种野生稻Waxy基因发生的碱基变化

4 讨论

4.1 云南3种野生稻的分化

4.2 野生稻的淀粉酶活性与灌浆速率

4.3 野生稻稻米低直链淀粉含量与低GBSS酶活性相关

4.4 野生稻中Waxy基因的克隆

5、小结

6 参考文献

第四章云南野生稻抗稻瘟病的鉴定及其抗性基因的克隆

摘要

1 引言

2 材料与方法

2.1 云南野生稻自然条件下抗病性的系统鉴定

2.1.1 材料：

2.2.2 对稻瘟病病原菌的抗性鉴定

2.2 云南野生稻中抗稻瘟病基因Pi-ta的克隆

2.2.1 克隆基因Pi-ta的材料和方法

3 结果

3.1 云南野生稻抗稻瘟病特性的鉴定

3.2 云南元江普通野生稻Pita基因的克隆及序列分析

3.3 景洪直立型普通野生稻中的Pita基因的克隆及序列分析

3.4 其它野生稻和栽培稻Pi-ta基因中LRD片段的克隆及序列分析

4 讨论

4.1 云南野生稻中的稻瘟病高抗基因

4.2 云南普通野生稻Pi-ta基因的进化

4.3 云南普通野生稻Pi-ta基因关键区域序列的变化

5 小结

6 参考文献：

文献综述

1、野生稻资源的重要性

2、野生稻资源状况

2.1 国内外野生稻资源状况

2.2 云南野生稻资源状况

3、野生稻资源研究进展

3.1 野生稻资源考察、收集和保护

3.2 野生稻资源性状鉴定研究

4 生物技术在野生稻资源研究中的应用

4.1 野生稻的组织培养研究

4.2 野生稻的分子标记研究

4.3 野生稻的基因转移研究

4.4 野生稻的基因分离研究

4.5 野生稻的基因文库构建研究

4.5.1 BAC文库

4.5.2 cDNA文库

5 野生稻及水稻抗病基因研究的国内外现状

6 野生稻资源杂交利用

7 参考文献

致谢

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