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《山西大学》 2007年
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玉米基因差异表达与杂种优势的关系

雷海英  
【摘要】: 玉米是杂种优势表现明显并有巨大经济效益的作物,也是杂种优势遗传学和分子生物学研究的模式植物。许多研究已经表明,在杂种优势形成的过程中,杂交种和亲本之间的基因表达发生了显著的变化。为了更深入地探讨玉米杂种优势形成的分子机理,需要对这些差异表达基因进行研究。本研究的目的是以玉米幼苗期、抽穗期与灌浆期的叶片为实验材料,分析三个不同发育时期杂交种和亲本之间的基因差异表达谱,试图从基因表达的水平探讨杂种优势的生物学基础。利用生产上常用的五个杂交组合农大108(178×黄C),大丰高油330(GY220×Q1261),大丰2号(Q1261×D1815),大丰3号(D1815×950411),沈单16(K12×沈137)为材料,采用mRNA差异显示技术对三个时期的叶片进行了差异显示表达谱的分析,并将差异基因表达模式与12个农艺性状及其中亲优势、超亲优势的关系进行了探讨与研究,取得主要结果如下: 1.对玉米幼苗期、抽穗期与灌浆期的叶片,按照差异表达谱对各种差异表达类型与杂种优势的关系进行了探讨,结果表明:1)不同时期,各种差异表达类型在总的差异表达基因片段中所占的比例不同。2)随着生育期的不同,各种差异表达类型所占比例的变化趋势也不尽相同。3)各生育期差异表达基因片段在总的差异表达片段所占的比例不同,这说明各生育期基因差异表达情况有所不同。 2.对三个不同时期的四种差异显示模式与12个农艺性状的相关性分析表明:幼苗期的杂种特异表达型(QL_1)与行粒数及单亲沉默型(QL_3)与穗粗、穗重和穗粒重呈显著(P<0.05)负相关。而且幼苗期的株高、穗位与四个差异显示模式都呈显著(P<0.05)正相关。从差异显示模式与中亲优势的相关性分析看出:幼苗期的差异显示模式与中亲优势没有显著的相关关系;抽穗期的杂种特异表达型(QL_1)与穗长呈显著(P<0.05)正相关外,其它几乎没有显著(P<0.05)的关系。与12个农艺性状的超亲优势的相关性分析表明:在幼苗期中杂种特异表达型(QL_1)与穗行数、单亲显性表达型(QL_2)叶茎夹角呈显著负相关外,双亲沉默型(QL_4)与行粒数呈显著(P<0.05)正相关:抽穗期中,单亲沉默型(QL_3)与穗粗、茎粗呈显著负相关,而双亲沉默型(QL_4)与穗粗、茎粗呈显著(P<0.05)的正相关。 3.对三个不同时期差异基因表达片段回收,应用反向Northern技术,对回收的97个差异表达片段进行验证,发现48个差异片段表现明显差异。具体的比例为:杂种偏高亲型(QT_2)与杂种偏低亲型(QT_3)的差异表达片段在差异表达基因中所占的比例比较大,分别为16和13个,占差异表达基因的33.33%、27.08%;单亲显性表达类型(QL_2)为12个,所占的比例也较大,为25%;单亲沉默表达类型(QL_3)为6个,占12.5%;双亲沉默表达类型(QL_4)为1个,仅占差异表达基因的2.08%;而且我们没有发现表现为杂种特异表达的类型(QL_1)。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S513

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