番茄黄叶基因NV的遗传定位及生理特性研究

摘要

番茄（Solanum lycopersicum）属于茄科，番茄属，是十分重要的蔬菜作物。叶色突变体可作为苗期标记性状用于品质纯度快速鉴定，一些突变体具有优良性状可用于遗传育种。叶色突变体在研究叶绿素代谢、叶绿体结构、光合作用特性以及基因表达调控等方面有重要作用。因此，开展番茄叶色突变体的研究，对于研究突变体基因功能和遗传育种工作都有重要意义。
　　番茄黄叶突变体马娜佩尔（Manapal）存在稳定遗传的黄叶基因nv（netted virescent）与Tm-2紧密连锁，对烟草花叶病毒抗性强，作为苗期标记性状被广泛应用于番茄抗病遗传育种，但其生理机制和基因功能研究较少。本研究利用构建的马娜佩尔与野生潘那利番茄LA0716的高代回交近等基因系群体，对 nv植株的光合色素含量、叶绿体形态结构、光合参数等进行了研究，开发分子标记并利用重测序分析技术对NV基因进行了遗传分析，目的在于研究NV基因的生理机制和对NV进行精细定位。主要研究结果如下：
　　1、构建了BC7S1、BC7S2以及BC8近等基因系群体。
　　2、nv植株叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量显著低于正常植株，叶绿素a/叶绿素b差异不明显，类胡萝卜素的含量降低较少，总叶绿素/类胡萝卜素存在一定差异；与正常植株相比叶绿体数目较少，分布不均匀，形状不规则，类囊体的基粒片层和基质片层未完全分化，垛叠不紧实；nv植株净光合速率(Pn)显著低于正常植株，而气孔导度(G2)、胞间CO2浓度(Ci)略高于对照株。
　　3、开发了位于番茄第9号染色体的21个有多态性的分子标记，利用这些分子标记对近等基因系群体的2000多株单株进行了遗传分析，将NV定位于标记InD-09-4-1和HP63/64之间。
　　4、利用重测序分析技术，筛选出12个候选基因。

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第一章 引 言

1.1 植物叶色突变体研究进展

1.1.1 叶色突变体的产生与分类

1.1.2 叶色突变体的遗传规律

1.1.3 叶色突变体的生理研究

1.1.4 叶色突变体的遗传研究

1.2 植物叶色突变体的研究价值

1.2.1 叶色突变体在遗传育种中的应用

1.2.2 叶色突变体在植物生理研究中的应用

1.2.3 叶色突变体在基因组学中的应用

1.3 质量性状基因的遗传定位

1.3.1 质量性状基因定位的材料与方法

1.3.2 全基因组重测序在质量性状基因定位中的应用

1.4 本研究的目的和意义

第二章 NV基因的生理特性研究

2.1 材料与方法

2.1.1 试验材料

2.1.2 nv基因近等基因系群体构建

2.1.3 nv植株的农艺性状的评价

2.1.4 nv植株的光合色素含量测定

2.1.5 nv植株的叶绿体形态、数目及叶绿体超微结构观察

2.1.6 nv植株的光合特性研究方法

2.2 结果与分析

2.2.1 nv基因近等基因系群体构建结果

2.2.2 nv植株的主要植物学性状分析

2.2.3 nv植株的光合色素分析

2.2.4 nv植株的叶绿体形态结构分析

2.2.5 nv植株的光合特性分析

2.3 讨论

第三章 nv基因的遗传定位

3.1 材料与方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 DNA的提取

3.1.3 分子标记的开发

3.1.4 PCR体系及扩增程序

3.1.5 凝胶电泳分离

3.1.6 nv基因的遗传定位

3.1.7 nv基因定位的基因组重测序方法

3.2 结果与分析

3.2.1 nv基因的遗传分析

3.2.2 分子标记筛选结果

3.2.3 nv基因的遗传定位

3.2.4 nv基因的基因组重测序结果分析

3.2.5 候选基因的表达量分析结果

3.3 讨论

第四章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简介