垂穗披碱草种子落粒性及其相关MADS-box基因研究
【摘要】：种子落粒在禾本科植物中普遍存在,严重影响种子的产量和质量,造成巨大的经济损失。本论文连续3年对垂穗披碱草种群内个体间的种子落粒差异进行了评价和筛选,克隆了与垂穗披碱草落粒相关的MADS-box家族基因EnWM8及内参基因EnACTIN和EnGAPDH,并进行了生物信息学分析,为开展垂穗披碱草抗落粒品系选育和种子落粒机制研究奠定了基础。主要研究结果如下：
1.垂穗披碱草花后24天和种子含水量达39.5%时为种子适宜收获期。连续2年野外观测表明种群内不同个体间落粒率差异很大,变化在0～68%。己收集到不同落粒级别的种质,并种植于温室和田间进行评价。
2.电镜观察显示,垂穗披碱草种柄和小穗轴均有明显的离区,但小穗轴横切面边缘有一层致密的环状结构,而种柄横切面无此结构。
3.从垂穗披碱草中分离获得了WM8基因的全长cDNA序列,命名为EnWM8 (Genbank登录号为JF683846)。该序列全长1196 bp,开放阅读框共编码275个氨基酸,是MIKC型MADS-box基因,分析认为其与花发育和果实成熟等有关。垂穗披碱草WM8蛋白分子量为13726.7 Da,理论等电点为9.14,为亲水性的碱性蛋白,无跨膜结构域,定位于细胞核中,其空间结构主要由α-螺旋、无规则卷曲和延伸链构成。
4.从垂穗披碱草中分离获得了内参基因肌动蛋白和甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的核心cDNA序列,分别命名为EnACTIN (GenBank登录号为JF683844)和EnGAPDH (GenBank登录号为JF683845)。
【关键词】：垂穗披碱草 落粒 离区 MADS-box WM8 ACTIN GAPDH 【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S543.9
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-7
- 第一章 前言7-8
- 第二章 国内外研究进展8-21
- 2.1 禾本科牧草种子落粒的研究8-10
- 2.1.1 落粒对种子生产的影响8-9
- 2.1.2 种子落粒的影响因素9-10
- 2.2 禾本科植物种子落粒机制的研究10-16
- 2.2.1 物理结构的研究10-11
- 2.2.2 化学物质的研究11-12
- 2.2.3 遗传基因的研究12-16
- 2.3 禾本科牧草种子落粒的选育及种子适宜收获期16-18
- 2.3.1 落粒性状的选育16-17
- 2.3.2 禾草种子适宜收获期17-18
- 2.4 垂穗披碱草18-19
- 2.5 研究目的及基本框架19-21
- 第三章 垂穗披碱草种子落粒性的研究及其物理结构21-26
- 3.1 材料与方法21-22
- 3.1.1 适宜收获期落粒率的测定21
- 3.1.2 抗落粒品系的筛选21-22
- 3.1.3 离区的电镜实验22
- 3.1.4 数据处理22
- 3.2 结果与分析22-25
- 3.2.1 适宜收获期同一种群不同个体间落粒率的差异22-24
- 3.2.2 离区观察24-25
- 3.3 讨论25-26
- 第四章 落粒相关MADS-box基因及内参基因的克隆与分析26-51
- 4.1 试验材料27
- 4.1.1 植物材料27
- 4.1.2 实验试剂27
- 4.2 试验方法27-30
- 4.2.1 植物总RNA的提取27
- 4.2.2 引物设计27
- 4.2.3 cDNA第一条链的合成27-28
- 4.2.4 目的基因序列的PCR扩增28
- 4.2.5 测序及其生物信息学分析28-30
- 4.2.6 蛋白质二级和三级结构预测30
- 4.3 结果与分析30-47
- 4.3.1 提取RNA的质量30
- 4.3.2 EnWM8基因全长的克隆及分析30-40
- 4.3.3 EnACTIN基因片段的克隆及序列分析40-44
- 4.3.4 EnGAPDH基因片段的克隆及序列分析44-47
- 4.4 讨论47-51
- 4.4.1 EnWM8基因全长序列47-48
- 4.4.2 垂穗披碱草WM8蛋白结构48-49
- 4.4.3 EnACTIN和EnGAPDH基因49-51
- 第五章 结论51-52
- 参考文献52-60
- 硕士期间发表的学术论文和参加的科研项目60-61
- 项目资助61-62
- 致谢62
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