大豆富含豐富的植物蛋白質和油脂,在人類生活中發(fā)揮著重要作用。同時,大豆也是典型的生物固氮作物,為植物的生長發(fā)育提供了充足的清潔氮源,對發(fā)展可持續(xù)綠色農(nóng)業(yè)具有重要意義。固氮根瘤是根瘤菌侵染宿主,在其根系上形成的特化器官。以往的研究表明,淺根型大豆有較好的三維構型,不僅可以更好的吸收土壤中的養(yǎng)分,而且與根瘤菌更能高效結瘤。此外,接種根瘤菌亦可改變根構型。說明根構型與結瘤固氮密切相關。然而,關于根構型建成和結瘤固氮的遺傳分子機制還不是十分清楚。本實驗室前期利用大豆根構型和結瘤相關性狀存在顯著差異的親本JD12和NF58所構建175份F_9:11代重組自交系群體進行QTL(Quantitative trait locus)定位,發(fā)現(xiàn)多個控制大豆根構型與結瘤性狀的QTLs。其中,q BNF-C2的LOD值最大,是控制根系發(fā)育與結瘤的重要遺傳位點。然而,關于控制該位點的主要候選基因的克隆及其功能還未明晰。因此,本研究在此工作基礎上,結合生物信息學相關技術克隆了q BNF-C2的主要候選基因,根據(jù)其可能的生物學功能命名為GmCRN1(Control Root Architectu...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
英文縮略語及中英文對照
1 前言
    1.1 大豆的重要性及國內(nèi)大豆產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
    1.2 根構型與結瘤固氮的相互調(diào)控作用
    1.3 根構型與結瘤的遺傳機制
    1.4 根構型與結瘤的分子調(diào)控機制
    1.5 本實驗中大豆根構型與結瘤性狀相關QTLs的主要候選基因的預測
    1.6 光周期介導的大豆生長發(fā)育和分子調(diào)控機制
    1.7 研究的目的與意義
    1.8 技術路線
2 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 載體和菌株
        2.1.3 試劑和配方
        2.1.4 主要儀器設備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 大豆培養(yǎng)處理
        2.2.2 遺傳圖譜的構建及候選基因的預測
        2.2.3 同源基因的查找和進化樹分析
        2.2.4 植物總RNA的提取和熒光實時定量分析
        2.2.5 植物總DNA的提取和濃度測定
        2.2.6 實驗相關載體的構建
        2.2.7 實驗相關菌株的感受態(tài)制備
        2.2.8 煙草瞬時轉化
        2.2.9 大豆根瘤石蠟切片的制作
        2.2.10 大豆轉基因復合植株的處理和鑒定
        2.2.11 大豆植株養(yǎng)分的測定方法
    2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析
3 結果與分析
    3.1 過表達/干涉GmCRN1對大豆根系和結瘤表型的影響
        3.1.1 過表達/干涉GmCRN1轉基因復合植株鑒定
        3.1.2 過表達/干涉GmCRN1對大豆結瘤的影響
        3.1.3 過表達/干涉GmCRN1對大豆植株生長的影響
    3.2 GmCRN1在親本大豆中的分析
        3.2.1 GmCRN1在親本大豆中表達差異分析
        3.2.2 GmCRN1的亞細胞定位分析
    3.3 GmCRN1的生物信息學分析
        3.3.1 GmCRN1的進化樹分析
        3.3.2 GmCRN1和大豆中同源基因的基因結構分析
    3.4 GmCRN1在大豆根系和根瘤中的組織定位分析
    3.5 GmCRN1近等基因系材料的表型分析
        3.5.1 GmCRN1近等基因系材料在大豆結瘤中的比較分析
        3.5.2 GmCRN1近等基因系材料在根瘤類菌體發(fā)育中的比較分析
        3.5.3 GmCRN1近等基因系材料的根系表型分析
        3.5.4 GmCRN1近等基因系材料在大豆植株生長中的比較分析
    3.6 回補GmCRN1對大豆結瘤和根系生長發(fā)育的影響
        3.6.1 回補GmCRN1轉基因材料的鑒定
        3.6.2 回補GmCRN1對大豆結瘤的影響
        3.6.3 回補GmCRN1對大豆根系生長發(fā)育的影響
        3.6.4 回補GmCRN1對大豆的生長發(fā)育的影響
    3.7 嫁接試驗分析GmCRN1對大豆結瘤和植物生長的調(diào)控作用
        3.7.1 嫁接試驗分析GmCRN1對大豆結瘤的影響
        3.7.2 嫁接試驗分析GmCRN1對大豆根系生長發(fā)育的影響
        3.7.3 嫁接試驗分析GmCRN1對大豆植株生長的影響
4 討論
    4.1 GmCRN1對大豆根構型變化及共生固氮的調(diào)控作用
        4.1.1 GmCRN1對大豆根系生長及結瘤固氮的遺傳調(diào)控作用
        4.1.2 GmCRN1在大豆根系生長及結瘤固氮中的協(xié)同調(diào)控作用
    4.2 大豆生育期與共生固氮的協(xié)同調(diào)控機制
    4.3 GmCRN1在氮磷高效育種中的應用潛力
5 結論
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3948703