本文關(guān)鍵詞：一份水稻類病變突變體a344的遺傳分析及基因定位，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：植物類病變(lesion resembling disease, LRD)是指植物在沒有受到任何明顯逆境脅迫、物理損傷或病原物侵害的情況下,自發(fā)地形成類似于某種病原物侵染后產(chǎn)生的壞死斑的現(xiàn)象。大量的研究表明,類病變突變體是研究植物PCD途徑以及植物抗病反應(yīng)機制的有力工具。植物類病變突變體的鑒定以及類病變基因的克隆及功能分析將為解析植物PCD的調(diào)控途徑或植物抗病反應(yīng)機制提供重要的理論依據(jù)。目前,水稻中已報道了近200份類病變突變體,其中大多數(shù)突變體的類病變性狀是受單隱性核基因控制的,少數(shù)的則由單顯性核基因或雙隱性核基因控制。據(jù)統(tǒng)計,目前已被定位的類病變相關(guān)基因有76個,已被克隆的有18個。本研究以一個從蜀恢498(R498)的EMS誘變突變體庫中篩選出的水稻類病變突變體a344為實驗材料。主要研究結(jié)果如下：1、a344的顯著特征是：從分蘗初期開始,突變體的老葉由葉鞘往葉尖、新葉由葉尖向葉基部逐漸擴散產(chǎn)生紅褐色的斑點,隨著植株的生長發(fā)育,褐斑的形成逐漸加劇且顏色變深,最終覆蓋植株的整個地上部分。2、農(nóng)藝性狀考察及考種數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：相較于野生型R498,突變體a344的株高顯著降低,穗長顯著變短,一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)顯著減少,粒長、粒寬、千粒重、結(jié)實率均表現(xiàn)出顯著的降低。3、植株葉片的臺盼藍染色與DAB染色結(jié)果表明突變體a344類病斑的產(chǎn)生與植物PCD以及H202的沉積有關(guān)；葉片的遮光處理發(fā)現(xiàn),突變體a344類病斑的形成受自然光誘導。4、植株各時期的光合色素含量測定結(jié)果顯示,自從分蘗期突變體a344出現(xiàn)類病斑后,其葉片中各種光合色素含量相較于野生型R498都極顯著下降。并且,a344在齊穗期的光合速率也極顯著的低于R498。5、通過田間接種白葉枯病強致病生理小種PX099發(fā)現(xiàn)突變體a344相較于野生型R498其白葉枯病抗性得到了明顯的提高；而在苗期接種對于R498表現(xiàn)為非親和性的稻瘟病生理小種,a344卻表現(xiàn)出對其中兩個生理小種DJ089-1和D7感病。其抗性機理還有待進一步的研究。6、透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn),a344葉肉細胞中葉綠體的形態(tài)較為不規(guī)則,部分葉綠體內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分模糊,淀粉粒減少,并出現(xiàn)大量的嗜鋨顆粒,由此說明a344的突變導致其葉肉細胞的葉綠體發(fā)育異常。7、遺傳分析表明突變體a344的表型受單隱性核基因控制的。利用圖位克隆法將a344基因初定位到4號染色體的長臂端,與兩個SSR標記RM5478與RM1112緊密連鎖,遺傳距離分別為1.5cM與1.3cM；利用Indel標記將a344最終定位在46kb的區(qū)段內(nèi),該區(qū)段預測有7個開放閱讀框(ORFs)。目前,該區(qū)域未有已被克隆的類病變基因,因此推測a344很可能是一個新的水稻類病變基因。8、基因序列比對結(jié)果顯示：突變體在定位區(qū)間內(nèi)的一個候選基因LOC_Os04g56480的第五個外顯子上發(fā)生了一個堿基的替換(G-T),導致其編碼蛋白的一個氨基酸發(fā)生了改變(W-L)。共分離檢測結(jié)果顯示該突變位點與突變體類病變表型是共分離的,因此,推測該突變位點很可能是導致突變體產(chǎn)出類病變表型的原因。突變體a344的表型鑒定與基因的精細定位將為下一步目的基因的克隆,基因功能解析以及類病變形成機制的研究提供有力的證據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水稻 類病變 性狀鑒定 遺傳分析 基因定位
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S435.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 文獻綜述10-24
• 1.1 植物類病變的研究進展10-13
• 1.1.1 植物類病變的概念、特點與分類10-11
• 1.1.2 植物類病變的發(fā)生機制11-12
• 1.1.3 影響植物類病變形成的環(huán)境因素12-13
• 1.2 水稻類病變的研究進展13-23
• 1.2.1 水稻類病變突變體的來源及命名13-14
• 1.2.2 水稻類病變突變體的遺傳模式及基因定位情況14-17
• 1.2.3 水稻類病變基因的克隆及功能分析17-23
• 1.3 本研究的目的及意義23-24
• 第二章 材料與方法24-37
• 2.1 材料24-26
• 2.1.1 水稻材料24
• 2.1.2 菌株材料24
• 2.1.3 主要試劑24-25
• 2.1.4 主要儀器設(shè)備25
• 2.1.5 培養(yǎng)基成分25-26
• 2.2 實驗方法26-37
• 2.2.1 農(nóng)藝性狀考察26
• 2.2.2 葉片細胞死亡檢測26
• 2.2.3 葉片H_2O_2沉積檢測26
• 2.2.4 葉片光合色素含量檢測26-27
• 2.2.5 光合作用相關(guān)指數(shù)測定27
• 2.2.6 葉綠體透射電鏡觀察27-28
• 2.2.7 遮光處理28
• 2.2.8 突變體田間抗性鑒定28-29
• 2.2.9 遺傳分析及基因定位29-31
• 2.2.10 候選目的基因克隆與測序分析31-36
• 2.2.11 突變體α344中與防衛(wèi)反應(yīng)相關(guān)基因的表達分析36-37
• 第三章 結(jié)果與分析37-52
• 3.1 突變體的表型特征37-38
• 3.2 農(nóng)藝性狀考察結(jié)果38
• 3.3 突變體α344葉片發(fā)生細胞死亡和H_2O_2的沉積38-39
• 3.4 光合色素含量分析39-40
• 3.5 光合作用相關(guān)指數(shù)測定結(jié)果40
• 3.6 葉綠體透射電鏡觀察40-41
• 3.7 突變體α344類病變的發(fā)生受自然光誘導41-42
• 3.8 α344的田間抗性鑒定42-44
• 3.8.1 α344的白葉枯病抗性鑒定42-43
• 3.8.2 αa344的稻瘟病抗性鑒定43-44
• 3.9 遺傳分析44
• 3.10 A344的初定位44-45
• 3.11 A344的精細定位及預測基因分析45-46
• 3.12 候選基因CDs全長測序結(jié)果分析46-48
• 3.13 候選目的基因LOC_Os04g56480的相關(guān)研究48-51
• 3.14 α344突變體中防衛(wèi)反應(yīng)標記基因的表達情況51-52
• 第四章 討論52-54
• 4.1 α344可能是一個新的類病變基因52
• 4.2 α344基因具有多效性52-53
• 4.3 A344介導的PCD或抗病反應(yīng)途徑的可能分子調(diào)控機制53-54
• 第五章 后續(xù)研究設(shè)想54-56
• 5.1 α344功能互補實驗與RNAi干涉實驗54
• 5.2 探究A344介導的PCD或抗病反應(yīng)途徑的分子調(diào)控機制54-56
• 5.2.1 A344的時空表達模式54
• 5.2.2 亞細胞定位54
• 5.2.3 轉(zhuǎn)錄組分析54-55
• 5.2.4 A334表達蛋白的相關(guān)研究55-56
• 參考文獻56-62
• 致謝62-63

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