收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

OsMND1调节PMeS(polyploid meiosis stability)水稻花粉发育的功能分析与验证

甘露  
【摘要】:多倍体化一直被认为是推动植物进化和新品种形成的重要因素,主要作物小麦、棉花、油菜伴随着基因组的加倍带来了产量的大幅上升。水稻被认为是古多倍体,多倍体水稻从进化角度来看具有产量和抗逆性的双重优势。但是多数多倍体水稻因基因剂量的加倍导致减数分裂紊乱,花粉育性和结实率大幅降低。因此多倍体育种要取得突破,提高结实率是关键,长期困扰多倍体水稻育种的低结实问题期待着关键种质的发掘。本实验室在利用远缘杂交和多倍体化双重优势选育超级稻的战略的指导下,选育出2个具有减数分裂稳定性PMeS (polyploid meiosis stable,PMeS)特征的多倍体水稻品系,PMeS水稻品系HN2026-4X因其减数分裂稳定且具有高结实的特点被认为是类Ph材料,其减数分裂行为、花粉育性及结实率与二倍体极其相似。其他多倍体与之杂交能获得了结实率较高的杂交组合,突破了长期困扰多倍体育种的低结实瓶颈,并证实PMeS的高结实特点可以稳定遗传。但关于关键种质PMeS花粉育性的机制有待深入系统的研究。 OsMND1基因是酵母(S. cerevisiae)减数分裂相关的MND1 (meiotic nuclear divisions 1)基因在水稻中的同源基因。有报导拟南芥中有含有同源性很高的基因MND1,在减数分裂过程中对同源染色体的配对、联会和重组起着非常重要的作用,而在水稻中未见报导。前期实验已经完成了减数分裂相关基因OsMND1的克隆,水稻中超量表达载体与干扰表达载体的构建,以及该基因在原核生物和真核生物中表达载体的构建。 本研究主要完成以下实验内容: 1)对载体进行验证,对前期实验构建的载体分别进行PCR和酶切验证,验证结果正确。 2)为了深入探索OsMND1的功能,本研究分别从基因超量表达和基因沉默两条途径进行转基因研究,试图从正向和反向来证明该基因的功能。我们利用构建好的OsMND1基因超量表达载体,通过农杆菌介导转化水稻品系BLL-2X的愈伤组织,优化水稻转基因体系,得到了抗性植株。对其进行初步PCR筛选后,又利用实时荧光定量PCR技术检测证明阳性植株中目的基因表达量有一定的上调,我们分别对T0、T1代进行农艺性状初步分析,以研究其超量表达之后对水稻产生的影响,结果显示花粉育性与结实率并没有的发生明显的变化,分析可能是由于选用的BLL-2X本身就是高结实的材料,其减数分裂正常,因此该基因的超量表达不会带来花粉育性的大幅改变。我们需要在后续工作中进一步将转基因的BLL-2X加倍成四倍体后再分析其农艺性状。实验中发现转化植株的分蘖数增加异常显著,具体原因有待进一步深入研究。 3)同时,通过农杆菌介导RNAi载体转化水稻品系PMeS HN2026-4X(高结实品系),得到抗性植株。我们对其进行PCR检测筛选后,初步证明已获得了转基因植株,对其T0代转基因植株农艺性状进行了分析,其结实率和花粉育性显著降低,与对照植株相比,平均结实率下降92.53%,花粉育性下降81.91%,其他性状未见明显改变。结果表明干扰OsMND,基因的表达显著降低水稻花粉的育性,推测该基因可能参与调节多倍体水稻的减数分裂,乒体的调节机制需要更深入的实验来验证。 4)本实验通过优化OsMNDl在大肠杆菌中的表达条件和目的蛋白的纯化条件,成功制备了纯度较高的目的蛋白,为后期通过免疫实验探讨该基因在花粉发育期间的时空表达打下了很好的基础。但这部分内容由于时间的关系未完全完成。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 立;我国率先绘制出水稻基因图谱[J];南方农村;2002年03期
2 ;水稻基因研究取得新成果[J];吉林水利;2002年06期
3 ;Science:华人科学家发现水稻驯化转折点[J];中国稻米;2006年03期
4 张学全;在世界上首次构建成水稻基因组物理全图[J];技术监督实用技术;1997年02期
5 董海涛,吴玉良,莫肖蓉,董继新,李德葆;受赤霉素诱导的水稻基因分离[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);1998年02期
6 孙国凤;利用转座子构建水稻基因破坏系[J];生物技术通报;1997年02期
7 ;科学家培育出“抗洪水稻”[J];麦类文摘(种业导报);2006年09期
8 ;我国科学家构建成水稻基因组物理全图[J];河北农业大学学报;1997年03期
9 赵晓梅;我国科学家完成水稻基因 第四号染色体的精确测序[J];中国稻米;2003年01期
10 钱前,滕胜,曾大力,华志华,黄大年;21世纪我国水稻基因工程的发展策略与重点领域[J];中国稻米;2001年05期
11 ;最新PNAS研究证实水稻起源于中国[J];中学生物教学;2011年06期
12 ;水稻基因“精细图”让中国农业吃了“定心丸”[J];江西农业科技;2003年01期
13 ;种控制硅积累的水稻基因被发现[J];现代农业科技(下半月刊);2006年05期
14 洪孟民;;《水稻基因设计育种》一书读后[J];中国水稻科学;2011年01期
15 李建业;李仁忠;;用Gumbel分布推算南方水稻基因隔离距离极值[J];中国稻米;2010年03期
16 ;日本发现水稻大幅增产基因[J];种业导刊;2010年07期
17 蓝建中;;日本发现防止镉蓄积水稻基因[J];世界热带农业信息;2010年10期
18 王彩芬;安永平;韩国敏;张文银;马静;;水稻转基因育种研究进展[J];宁夏农林科技;2005年06期
19 ;安捷伦科技推出新一代全基因组水稻微阵列[J];生物工程学报;2008年02期
20 朱乾浩;水稻基因分子生物学研究进展[J];世界农业;1994年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵仁发;黄森伦;钟章美;李伟平;张在忠;黎淼坚;张财源;;青皮竹与水稻远缘杂交育种关键[A];梅州市自然科学优秀学术论文集(第十届)[C];2010年
2 罗彦长;王守海;;分子标记辅助水稻抗病虫育种进展[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
3 徐绮霞;孙洋;张永军;吴孔明;郭予元;;水稻萜烯合成酶基因Os08g07100的鉴定及序列分析[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 邱德文;;蛋白质农药研究与产业化进展[A];第四届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第三届生物农药研讨会论文集[C];2006年
5 沈辉;王宗阳;;水稻OsEBP89基因启动子的功能分析[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年
6 ;会议日程(7.18-7.22)[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年
7 高伟;谭伟明;段留生;;冠菌素诱导的水稻抗旱相关OsMYB9基因的功能研究[A];中国作物学会50周年庆祝会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
8 程双怀;;运用现代生物技术 发展安徽生态农业[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
9 关舒;印遇龙;黄瑞林;T.Zhou;;镰孢霉菌的侵染规律、霉菌毒素形成过程及调控技术[A];饲料营养研究进展(2010)[C];2010年
10 杨兴露;许红亮;李文慧;晏月明;胡英考;;综合应用在线生物信息筛选小麦种子发育特异表达基因[A];中国作物学会50周年庆祝会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋阿琳;硅提高水稻对高锌胁迫抗性的生理与分子机理[D];中国农业科学院;2011年
2 胡昌泉;水稻胚乳发育相关基因的筛选及功能分析[D];福建农林大学;2011年
3 王法微;水稻磷脂酶C调节耐盐性以及磷脂酶D参与种子老化的研究[D];南京农业大学;2011年
4 刘美玲;融合多元环境因子的水稻重金属污染水平遥感评估模型[D];中国地质大学(北京);2011年
5 韩成;我国亚热带土壤碳氮转化微生物及其功能研究[D];南京师范大学;2013年
6 章松柏;南方水稻黑条矮缩病的监测及其病原病毒Pns6与寄主水稻的互作[D];福建农林大学;2013年
7 张先文;水稻高温逆境下全基因组差异基因表达谱分析与特异启动子的功能鉴定[D];湖南农业大学;2012年
8 蒲德强;访花昆虫及其对水稻基因漂移的影响研究[D];浙江大学;2013年
9 官华忠;水稻包穗的遗传研究[D];福建农林大学;2011年
10 许明;籽粒苋AmA1基因和人乳铁蛋白基因转化水稻的研究[D];福建农林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 倪建平;我国水稻知识产权现状与发展方向研究[D];中国农业科学院;2010年
2 陈裕坤;苯丙氨酸解氨酶基因遗传转化水稻的研究[D];福建农林大学;2011年
3 邓湘雄;水稻响应镉胁迫的差异磷酸化蛋白质组研究[D];杭州师范大学;2012年
4 李晓明;水稻内参蛋白质的选择及鉴定[D];河北农业大学;2010年
5 周伟辉;水稻耐热性生理机理和耐热资源的鉴定与筛选[D];浙江大学;2011年
6 左静;一株铜绿假单胞菌在水稻体内的定殖能力研究[D];湖南农业大学;2011年
7 魏征;干旱胁迫下水稻生殖发育相关分析[D];复旦大学;2010年
8 赵洪阳;水稻抗旱基因的分子进化研究[D];华中农业大学;2012年
9 孙田田;水稻茎端分生组织离体重建过程中生长素和细胞分裂素响应信号的分布模式研究[D];山东农业大学;2012年
10 唐海娟;根癌农杆菌介导的水稻转基因体系研究[D];南京农业大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 易运文;水稻基因转基因克隆工作已完成400多个[N];光明日报;2010年
2 记者 韩晓玲 实习生 华子博 通讯员 农宣;华中农大水稻团队发现重要基因[N];湖北日报;2010年
3 冯耀华 詹曙光;野生水稻基因丰富优良 专家建议加强保护[N];粮油市场报;2011年
4 记者 李斌;破译水稻基因追踪[N];新华每日电讯;2002年
5 张洪 王如君;水稻基因是人的两倍[N];农民日报;2002年
6 吴林寰;我国完成400多个水稻基因转基因克隆工作[N];粮油市场报;2010年
7 记者 李斌;逐鹿水稻基因研究[N];新华每日电讯;2002年
8 ;日本破译3.2万个水稻基因[N];今日信息报;2003年
9 通讯员 娄沂春 记者 马瑛瑛;浙大成功开发大容量水稻基因芯片[N];浙江日报;2001年
10 本报驻美国记者 王如君;水稻基因研究里程碑(科技大观)[N];人民日报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978