水稻苯达松敏感突变体培育与特征研究及CYP1A6基因的分子表征

摘要

杂交水稻的品种纯度是判定种子质量是否合格的主要依据之一。在杂交种子生产过程中，不育系特别是两系不育系易受遗传等内在因素和光照、温度等环境条件的影响而发生育性少量回复造成杂种纯度下降。用苯达松敏感不育系配置的组合，即使在种子生产过程中部分不育系出现少量自交结实，在大田生产中仍可通过苗期喷施苯达松去除不育系确保杂交稻田间纯度，减少损失。
　　 本研究利用辐射技术对二个水稻不育系进行诱变，育成了苯达松敏感突变体，并对其遗传基础、农学特性和应用价值进行了分析。此外，还对苯达松抗性基因CYP81 A6分子特征进行了研究。结果如下:
　　 1、开发了一种效率比传统方法提高20倍的苯达松敏感突变体筛选技术，育成了三个苯达松敏感突变系。除草剂敏感性试验表明该突变体对苯达松非常敏感，苗期喷洒400mg/l的苯达松溶液可以将其完全杀死。
　　 2、通过对位于第3染色体上的一个细胞色素P450基因(CYP81A6)测序分析，表明三个突变体在该基因上分别有1个碱基缺失、2个碱基缺失、11个碱基缺失的变异;这些缺失突变可造成阅读框滑移，翻译提前终止，使该蛋白截短而失去活性。针对突变位点开发了两个特异性分子标记用于突变基因的分子鉴定。
　　 3、对亲本、突变体及其杂交子代农艺性状开展了研究，发现CYP81A6基因突变未影响水稻其它农艺性状。
　　 4、通过构建CYP81A6基因启动子与GUS基因的融合载体并转化愈伤组织进而获得转基因水稻植株，通过GUS染色分析表明CYP81A6基因为组成型表达;通过构建CYP81 A6基因与黄色荧光蛋白基因的融合基因载体并在水稻原生质体中的瞬时表达，确定该蛋白定位在内质网中。

目录

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致谢

摘要

第一章 文献综述

1．1 水稻雄性不育系育性波动成因及解决途径

1．1．1 杂交水稻不育系育性波动的成因

1．1．2 解决杂交稻品种纯度问题的途径

1．2 水稻苯达松敏感突变研究进展

1．2．1 水稻苯达松敏感材料培育、遗传及生理特征

1．2．2 水稻苯达松敏感突变基因的克隆和分子机理

1．2．3 P450酶系与除草剂抗性

1．2．4 CYP81A6基因研究进展

1．2．5 苯达松敏感突变的应用进展

1．3 本研究目的及意义

第二章 苯达松敏感型水稻的诱变选育和农学特性研究

2．1 材料与方法

2．1．1 供试材料

2．1．2 诱变选育过程

2．1．3 突变体遗传基础

2．1．4 突变体对除草剂的敏感性

2．1．5 农艺性状分析

2．1．6 苯达松敏感突变体的应用

2．1．7 数据分析

2．2 结果与分析

2．2．1 苯达松敏感突变体的培育

2．2．2 苯达松敏感突变体的遗传基础

2．2．3 突变体对除草剂的敏感性

2．2．4 农艺性状分析

2．2．5 苯达松敏感不育系的应用

2．3 讨论

2．3．1 苯达松敏感突变体的选育方法

2．3．2 Y射线诱变产生的突变体的分子特征

2．3．3 苯达松敏感突变体的应用

第三章 水稻苯达松抗性基因CYP81A6的分子表征

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 CYP81A6基因启动子的克隆

3．1．3 pOsCYP81A6-GUS载体的构建

3．1．4 pOsCYP81A6-GUS载体的农杆菌转化

3．1．5 水稻转基因

3．1．6 pOsCYP81A6-GUS转基因植株GUS染色分析

3．1．7 组织石蜡切片

3．1．8 35S-OsCYP81A6-YFP表达载体构建

3．1．9 35S-OsCYP81A6-YFP融合载体在水稻原生质体的瞬时表达

3．2 结果与分析

3．2．1 pOsCYP81A6-GUS转基因植株GUS染色结果

3．2．2 CYP81A6亚细胞定位

3．3 讨论

附件1：苯达松敏感突变体及其亲本CYP81A6基因编码区部分片段测序峰图

附件2：CYP81A6基因启动子测序比对结果

附件3：CYP81A6基因cDNA测序比对结果

参考文献

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