水稻杂种与亲本之间差异表达基因的分离克隆及表达研究
【摘要】:随着世界人口的不断增长,对粮食总量的需求也不断增加。目前,主要通过杂种优势的利用来实现农作物增产的目的。尽管杂种优势在生产应用中创造了巨大的经济效应,但人们对于杂种优势的机理的认识仍然十分有限,这严重束缚了对杂种优势的进一步利用。再加上环境恶化、自然灾害频发、耕地面积减少等严峻形势,迫切要求加强对杂种优势机理的研究。分离杂种和亲本之间的差异表达基因对于揭示杂种与亲本的基因表达特征、阐明重要基因功能及理解杂种优势的机理具有重要意义。水稻是我国最重要的粮食作物,也是功能基因组研究的模式植物,其特殊的重要性以及大量已知的遗传和基因组信息使得水稻成为研究杂种优势机理的理想材料。我们以红莲型高产优质杂交水稻组合及其亲本为材料,对杂种与亲本的基因表达特征进行了分析,同时分离克隆了大量差异表达基因,并对部分重要基因进行了表达研究,结果如下:
1.以水稻叶片(分蘖期第8叶、始穗期剑叶)和幼穗(单核期和二核期)为材料,采用cDNA-AFLP方法分析杂种与亲本的基因表达特征,并分离它们之间的差异表达基因。64对引物组合共检测出~2720个不同的基因,约占水稻基因总数的5%。发现大量的基因在杂种与亲本间存在表达差异,既有质上的差异也有量上的差异。量上的差异可以概括为以下几种类型:量上的差异可以分为:杂种增强表达型(IF)、双亲共同增强表达型(IP)、单亲减弱表达型(IFP)和单亲增强表达型(IUP)。杂种与亲本基因表达在质上的差异可以分为:双亲表达型(BP)、杂种特异表达型(FS)、单亲特异表达型(UP)和单亲沉默型(UPF)。共分离出257个差异表达片段,占检测基因总数的9.448%。其中,杂种特异表达的有80条,增强表达的有36条;双亲特异表达的基因片段共有90条,增强表达的有51条。以上几种类型分别占差异带总数的31.13%、14%、35.03%和19.84%。平均每个亲本特异表达和增强表达的基因所占的比例分别为17.51%和9.92%,都明显低于杂种,尤其是特异表达基因。在不同发育时期、不同组织中,杂种与亲本间均存在差异表达基因;而且随发育时期和组织差异,以上几种差异表达类型所占的比例也有所不同。回收了其中197个差异片段,并对其中55个进行测序,结果显示有47个(85%)片段来源于cDNA。对这47个差异表达序列分析发现,与代谢有关的基因有12个(占25.5%),其
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1 |
邢俊杰,成志伟,杨剑,李亦群,梁铃,殷绪明,张朝良,杨塞,谢宝贵,曹孟良;利用基因芯片技术分析水稻杂种优势的分子机理[J];杂交水稻;2005年04期 |
2 |
吴长明;王象坤;;广亲和性品种在籼粳杂交育种中应用的初步研究[J];中国农业大学学报;1988年03期 |
3 |
刘炜;史延丽;王坚;李自超;张洪亮;;粳型水稻形态遗传分化与杂种优势的研究[J];种子;2008年11期 |
4 |
鲁伟林;段仁周;余新春;梁成强;严德远;胡建涛;余明慧;;水稻重组自交恢复系配组后代杂种优势的差异性分析[J];河南农业科学;2008年01期 |
5 |
梁满中;陈良碧;张会勇;;超级杂交稻杂种优势基因组水平的转录因子分析[J];湖南农业大学学报(自然科学版);2007年S1期 |
6 |
程新奇;严钦泉;周清明;赵东海;;籼粳重组自交系亲本籼粳特性与杂种优势的关系[J];安徽农业科学;2008年01期 |
7 |
陈深广;沈希宏;曹立勇;占小登;冯跃;吴伟明;程式华;;水稻产量性状杂种优势的QTL定位[J];中国农业科学;2010年24期 |
8 |
张转;薛伟;王象坤;孙传清;;利用基因渗入系研究水稻杂种优势与基因差异表达的关系[J];农业生物技术学报;2005年06期 |
9 |
倪先林;张涛;蒋开锋;杨莉;杨乾华;曹应江;文春阳;郑家奎;;杂交稻特殊配合力与杂种优势、亲本间遗传距离的相关性[J];遗传;2009年08期 |
10 |
张洪熙;戴正元;陈建民;肖宁;周长海;王宝和;李爱宏;潘存红;刘广青;;水稻分蘖期强势和弱势F_1基因表达差异分析[J];分子植物育种;2010年03期 |
11 |
邹江石,吕川根;水稻超高产育种的实践与思考[J];作物学报;2005年02期 |
12 |
;杂种优势和水稻三系[J];气象;1977年02期 |
13 |
张小明;林贻滋;奚永安;冯水英;郑柔;;新矮杆基因sd-s(t)在粳稻中的转育(英文)[J];浙江农业学报;1993年01期 |
14 |
汪秀志,张红宇,汪旭东,吴先军,韩磊;水稻早熟性的初步研究进展[J];中国稻米;2004年04期 |
15 |
汪秀志,汪旭东,吴先军,韩磊;水稻早熟性研究进展[J];中国农学通报;2004年03期 |
16 |
黄群策,向茂成,梁芳;水稻杂种优势利用的技术策略探讨[J];湘潭师范学院学报(自然科学版);2001年01期 |
17 |
马汉云,唐东风,王青林,刘新宇,扶定,吴淑平,张庆琛,龚凤萍,霍二伟,罗玉芳;水稻杂种优势的遗传研究[J];信阳师范学院学报(自然科学版);2004年03期 |
18 |
李任华,徐才国,何予卿,袁隆平,王象坤;水稻亲本遗传分化程度与籼粳杂种优势的关系[J];作物学报;1998年05期 |
19 |
张培江,才宏伟,李焕朝,杨联松,张德泉,白一松,胡兴明,许传万;RAPD分子标记水稻遗传距离及其与杂种优势的关系[J];安徽农业科学;2000年06期 |
20 |
张礼霞;王林友;张利华;何祖华;金庆生;王建军;;用Rim2超级家族分子指纹鉴别杂交水稻及预测杂种优势[J];作物学报;2007年01期 |
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