两个水稻苗期致死突变体abl25和ygll遗传分析与基因定位

摘要

植物叶绿体的发育需要核质基因共同调控，其中任何一个基因突变导致的功能丧失都会影响其生长发育，引起植物叶色突变和叶绿体发育不正常，甚至导致植株死亡。除此之外，基因表达正确与否，既受控于DNA序列，又受制于表观遗传学信息。本研究通过物理诱变得到了水稻白化叶致死突变体abl25和黄绿叶致死突变体ygll，通过对其性状特征，生理生化特征，以及突变基因的预测分析研究，得到以下结论：
　　1.与野生型嘉花1号相比，突变体abl25苗期程白化表型，而ygll呈黄绿表型，两者光合色素（叶绿素，类胡萝卜素）含量都明显下降，叶绿体的结构缺陷明显，并且不管处于什么温度（25℃，32℃）它们均于3叶期后逐渐死亡。
　　2.通过对广占63S与abl25突变体杂交产生的F2群体进行遗传分析，表明abl25突变体是隐性单基因突变体，突变基因abl25定位于水稻第2染色体上SSR标记RM424与Indel分子标记ID7330之间，随后利用新开发的分子标记和扩大群体将其定位在Indel分子标记ID9111和ID9261之间的150kb内，跨越2个BAC，发现abl25是一个新的水稻苗期白化致死基因。
　　3.通过对广占63S与ygll突变体杂交产生的F2群体进行遗传分析，将ygll突变基因定位在与69kb的距离之间，跨越2个BAC（AP004643.3，AP005391.3）包括15个预测基因，常规测序没有发现变化。
　　4.对突变体ygll进行了叶绿体发育相关基因定量实验，结果表明突变体的变化一定程度上引起了NEP，PEP的调控受限，叶绿素合成受阻，叶绿体发育以及光合作用受到严重影响。
　　5.ygll甲基化抑制实验，使我们初步认为是表观遗传学导致的水稻植株呈现黄绿致死现象，认为某个基因有很大被甲基化的可能性。
　　表观遗传学主要应用于人类肿瘤研究，在植物中研究甚少，综上，本研究希望为以后叶绿体发育及其相关基因表达调控机制的研究提供新的理论依据以及一定的参考。

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第1章 文献综述

1.1 引言

1.2 叶绿体及叶色突变体机制

1.3 水稻叶色突变体的细胞学分析

1.4 水稻叶色突变体及其研究概况

1.5 水稻苗期致死突变体研究概况

1.6表观遗传学与DNA甲基化

1.6.1 表观遗传学

1.6.2 DNA甲基化与CpG岛

1.6.3甲基化调节植物的正常生长发育

1.6.4 DNA甲基化与转基因沉默

1.6.5调节植物内源基因

1.7 本研究的目的和意义

第2章 材料与方法

2.1材料来源

2.2方法

2.2.1 abl25和ygll突变体的表型观察

2.2.2 叶片光合色素含量的测定

2.2.3 叶绿体显微结构观察

2.2.4 遗传分析

2.2.5 构建定位群体

2.2.6水稻DNA的提取

2.2.7 基因初定位

2.2.8 基因精细定位

2.2.9 ygll区间内分子标记的找寻

2.2.10 ygll预测基因定量半定量实验

2.2.11 ygll预测基因的表达载体构建

2.2.12 ygll区间内预测基因的常规测序

2.2.13 甲基化位点预测

2.2.14 去甲基化处理

2.2.15 Bsp测序处理

第三章 结果与分析

3.1 abl25结果与分析

3.1.1 突变体的表型鉴定

3.1.2 突变体光合色素的含量变化

3.1.3 叶绿体超细微结构

3.1.4 遗传分析及基因定位

3.2 ygll的结果与分析

3.2.1 突变体表型分析

3.2.2突变体光合色素的含量变化

3.2.3 叶绿体电显微结构

3.2.4 遗传分析与定位

3.2.5预测基因的表达量分析

3.2.6 预测基因测序

3.2.7分子标记的找寻

3.2.8 甲基化位点寻找

3.2.9甲基化检测

3.2.8与光合作用相关基因表达量分析

第4章 结论与讨论

参考文献

研究生期间研究成果

致谢

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