水稻籼粳杂种不育基因座S-e的候选基因分析

摘要

水稻籼粳亚种间具有强大的杂种优势，该优势的有效利用可实现水稻单产的再次飞跃。研究水稻籼粳杂种不育基因对有效地选择籼粳杂交组合，充分利用籼粳杂种优势进行超高产育种具有重要意义。本研究在S-e基因座精细定位的基础上，利用生物信息学对定位区域进行序列分析，预测候选基因，同时对候选基因进行荧光定量表达分析，并构建了候选基因的互补载体获得转基因植株对基因型和表型进行分析。主要获得以下结果：
　　利用GRAMENE及RAP-DB数据库对已定位区域的DNA序列进行分析，发现S-e基因座候选区基因组序列在籼稻9311与粳稻日本晴的相似性比较低。在粳稻区域全长为13.1kb，基因注释有2个ORF；而在籼稻区域全长为37.1kb，基因注释有5个ORF。粳稻日本晴在两个候选基因之间的物理距离为3.7kb，籼稻与粳稻在S-e基因座的序列差异是引起花粉不育的主要原因。
　　通过对S-e的7个候选基因的荧光定量表达分析表明，未检测到籼稻来源的候选基因ORF2（GLA4ORF2）以及候选基因37252的表达。其余候选基因均在雄蕊时表达量最高。粳稻来源的两个候选基因ORF1，ORF2在T65中的表达量要高于Se-NIL；GLA4的候选基因GLA4ORF1，37253，37254在Se-NIL的表达量最高，其次为GLA4中的表达量，表达量最低的为杂合株。
　　通过对转基因植株的基因型与表型分析得到水稻籼粳杂种不育基因座S-e不是由单基因控制的，而是多个基因相互作用而引起的水稻花粉不育。37252，GLA4ORF2的转基因植株均出现了花粉不育的植株，且37252是出现花粉不育植株最多的一个转基因材料，该结果表明，37252与GLA4ORF2在其他部位或其他时期表达而本研究未检测到，从而引起了花粉不育；37252与GLA4ORF2的转基因植株的花粉不育是由于基因插入引起的基因突变从而造成花粉不育。

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1文献综述

1.1籼粳亚种的起源与分化

1.2籼粳杂种F1不育的原因及主要遗传模式

1.3籼粳杂种不育基因的定位和克隆

1.4克服籼粳杂种不育的有效途径

1.5研究的目的与意义

1.6研究的技术路线

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 主要试剂

2.3 主要仪器设备

2.4 实验方法

3 结果

3.1籼粳杂种不育基因座S-e候选基因分析

3.2 酵母双杂载体的构建

3.3 籼粳杂种不育基因Se候选基因转基因植株分析

4 讨论与结论

4.1讨论

4.2结论

致谢

参考文献

附录A

附录B

附录C