水稻显性小粒基因Mi3（t）的精细定位与侯选基因克隆分析

论文摘要

水稻籽粒长度对水稻产量因子——千粒重有重要影响，同时它也决定水稻稻米外观品质。因此，对籽粒长度基因深入研究，并对其主效基因进行克隆将有助于在分子水平上了解籽粒长度性状的形成及粒长调控机制，从而将极大提高水稻稻米品质改良的效率。本研究通过对一份水稻小粒资源Y34进行遗传分析、精细定位和候选克隆等分析研究，取得了以下结果： 1．小粒性状的遗传分析：通过田间调查和对3个遗传群体——蜀恢527／Y34、蜀恢881／Y34和9311／Y34的研究发现，Y34粒长性状受一对完全显性小粒基因控制，该基因在这3个群体中的分离遵循孟德尔单基因遗传分离规律。深入的研究发现，该小粒基因主要控制粒长（能显著缩短籽粒长度，使籽粒长度缩短35.7％-47.4％），但对千粒重也有显著性影响（能使千粒重降低45.9％-62.4％），不导致其他伴随性状，如圆粒、结实率低下、开花期延迟等现象的出现。 2．小粒基因的初步定位：初步定位采用蜀恢527／Y34和蜀恢881／Y34两个群体，两个群体的大小分别为492株和1086株。利用蜀恢527／Y34群体将小粒基因定位在第3染色体短臂的RM282和RM411两个标记之间，其遗传距离分别为6.4cM和4.9cM。而利用蜀恢881／Y34群体将小粒基因进一步定位在RM282和RM6283两个标记之间，其遗传距离分别为5.1cM和0.9cM。由于目前水稻小粒基因已有两个（Mi／Mil和Mik／Mi2），故本研究中的小粒基因被暂时命名为Mi3（t）． 3．Mi3（t）基因的精细定位：精细物理定位采用9311／Y34群体，其群体大小为3280株，隐性单株778株。利用该群体，进行标记连锁分析将Mi3（t）定位在RM6881和RM6283两个标记之间，其遗传距离分别为0.5cM和3.6cM。随后，根据相应物理区段水稻序列开发新的SSR标记和序列标记，并进行连锁分析，Mi3（t）被定位在水稻第3染色体短臂着丝粒附近，位于RM6881和LM9两个标记之间，其遗传距离分别为0.1cM和0.15cM。 4．Mi3（t）与其他籽粒相关基因的等位性分析：与第3染色体上目前报道的Lkf／Lk3、Mi、dwf33、dwf37、gw3和GS3等基因进行等位性分析，发现

论文目录

• 论文独创性声明
• 关于论文使用授权的声明
• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 基因定位与基因克隆的策略与方法
• 1.1.1 基因定位与基因克隆策略
• 1.1.2 基因定位与基因克隆方法
• 1.1.2.1 图位克隆技术
• 1.1.2.2 位置侯选克隆技术
• 1.2.2.3 基因标签技术
• 1.2.2.4 其他克隆分析新技术
• 1.2 生物信息学与基因克隆
• 1.2.1 生物信息学
• 1.2.2 生物信息学工具
• 1.2.3 水稻生物信息学
• 1.2.3.1 BGI／BTN籼稻生物信息数据库
• 1.2.3.2 Oryzabase日本粳稻信息库
• 1.2.3.3 Gramene禾本科比较基因组资源
• 1.2.3.4 TIGR水稻基因组注释数据库资源
• 1.2.3.5 水稻基因位置克隆候选专家系统
• 1.2.4 水稻基因克隆
• 1.2.4.1 水稻突变体研究
• 1.2.4.2 水稻基因克隆概况
• 1.3 水稻籽粒性状基因研究
• 1.3.1 水稻籽粒性状遗传及QTL基因克隆研究
• 1.3.2 水稻粒长基因研究进展
• 1.4 开题设想
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 遗传群体构建、性状考察及遗传分析
• 2.3 小粒基因的精细定位与数据统计
• 2.3.1 基因组DNA提取
• 2.3.2 标记来源
• 2.3.3 PCR反应与数据统计
• 2.3.4 小粒基因的初步定位与精细作图
• 2.4 小粒基因与其他已定位或克隆籽粒基因的等位性分析
• 2.5 小粒候选基因的预测与分析
• 2.6 小粒候选基因表达数据验证
• 2.7 小粒候选基因的功能预测
• 2.8 小粒候选基因的序列验证
• 3 结果与分析
• 3.1 Y34小粒粒长性状的遗传分析
• 3.2 小粒基因的初步定位
• 3.3 小粒基因Mi3（t）的精细定位
• 3.4 小粒基因与其他已定位或克隆籽粒基因的等位性分析
• 3.5 Mi3（t）候选基因预测
• 3.6 Mi3（t）候选基因的转录验证
• 3.7 Mi3（t）候选基因的蛋白结构与功能预测
• 3.8 小粒候选基因序列验证
• 4 讨论
• 4.1 小粒基因Mi3（t）的基因效应
• 4.2 第3染色体的籽粒基因定位与克隆
• 4.3 第3染色体的籽粒QTL基因研究
• 4.4 Mi3（t）基因定位过程中的标记开发
• 4.5 生物信息学的利用
• 4.6 小粒基因Mi3（t）的遗传应用
• 4.7 后续研究设想
• 参考文献
• 附录
• ＄1 附表
• 附表1.2.1 典型的生物工具软件
• 附表1.2.4.2.3 突变体分类情况
• 附表3.1 881／Y34、527／Y34和9311／Y34 F2群体粒长调查表
• ＄2 序列
• Os03g₂9614基因与蛋白质序列'>附录3.5.3 LOC_Os03g₂9614基因与蛋白质序列
• Os03g₂9630基因与蛋白质序列'>附录3.5.4 LOC_Os03g₂9630基因与蛋白质序列
• Os03g₂9614基因引物设计序列'>附录3.5.5 LOC_Os03g₂9614基因引物设计序列
• Os03g₂9630基因引物设计序列'>附录3.5.6 LOC_Os03g₂9630基因引物设计序列
• ＄3 网址索引
• ＄4 表格索引
• ＄5 图片索引
• ＄6 专有名词索引
• 在读期间发表文章
• 致谢