小麦线粒体及其mtDNA转移初试

论文摘要

小麦杂种优势利用自小麦雄性不育发现以来一直受到本领域众多科学家的广泛重视, 其对于大幅度提高小麦产量和品质具有十分重要的实践意义。而雄性不育是作物杂种优势应用于生产的基础。鉴于现有的小麦各种雄性不育类型均存在着不同程度的缺陷本实验在小麦线粒体及mtDNA(线粒体DNA)转移方面进行了尝试,希望改变现有的雄性不育培育模式,建立能定向创制雄性不育系的方法,克服细胞质不良效应的影响,特别是为小麦细胞质雄性不育与线粒体之间的关系奠定理论基础。本研究以小麦S 型、K 型、Ven 型及T 型不育系及保持系为材料,在线粒体及mtDNA转移方面进行了研究,获得如下主要结果: 1. 结合了等密度梯度离心和差速离心的技术要点,构建了一种适合于从小麦黄化苗中快速提取高活性线粒体的改良的等密度离心方法。并对等密度梯度离心、差速离心、改良的等密度离心三种方法提取的线粒体的活性、纯度及超微结构进行了比较。2. 在快速提取小麦高活性线粒体的基础上,分析并分别比较了现有小麦mtDNA提取方法中众多因素的影响,建立了快速、经济的小麦mtDNA提取方法。3. 采用RAPD分子标记技术,利用引物S22 对S 型、K 型、Ven型及T 型不育系及保持系mtDNA 进行了多态性分析,筛选出稳定的并与几种细胞质雄性不育相关mtDNA的分子标记。4. 对柱头滴加法和子房注射法转移线粒体及mtDNA进行了研究,结果表明柱头滴加法得到种子的结实率明显高于子房注射法;虽然在F1 代没有出现植株育性的变化,但F1 代植株株高有明显差异,通过对F1 代植株叶片mtDNA 的RAPD 分析,也发现了供体的条带。5. 对显微注射转移植物线粒体的技术进行了探索性研究,结果表明,该技术的难点不在通过花粉粒萌发孔进行mtDNA的显微注射,而在注射后花粉粒的培养。

论文目录

• 第一部分 文献综述
• 第一章 杂种小麦研究概况
• 1.1 国内外杂种小麦的研究进展
• 1.2 小麦杂种优势利用的主要途径
• 1.2.1 细胞质雄性不育及育性恢复系统（CMS）
• 1.2.2 化学杀雄剂技术诱导小麦雄性不育（CHA）
• 1.2.3 光温敏细胞质雄性不育（PCMS）
• 1.2.4 核基因雄性不育（GMS）
• 1.2.5 核质杂种
• 1.2.6 几种方法相互结合利用小麦杂种优势
• 1.3 杂交小麦研究的应用前景
• 第二章 小麦细胞质雄性不育性研究进展
• 2.1 小麦雄性不育细胞质来源
• 2.2 小麦细胞质雄性不育性机理的研究
• 2.2.1 细胞学方面的研究
• 2.2.2 小麦细胞质雄性不育的生理生化研究
• 2.2.3 小麦CMS 不育的分子机理研究
• 第三章 小麦雄性不育系的创制
• 3.1 创制小麦雄性不育系的方法
• 3.1.1 回交转育法
• 3.1.2 人工创造保持系法
• 3.1.3 利用异质小麦置换回交法
• 3.1.4 利用染色体工程技术创制不育系
• 3.1.5 用生物技术方法创制不育系
• 3.2 不育系创制中应注意的一些问题
• 第四章 花粉管通道法研究进展
• 4.1 花粉管通道技术的可行性
• 4.1.1 同位素示踪法验证
• 4.1.2 细胞学及分子细胞学验证
• 4.1.3 分子生物学验证
• 4.2 花粉管通道技术的研究进展
• 4.2.1 花粉管通道技术的不同导入方法
• 4.2.2 花粉管通道技术所导入遗传物质的类型及其检测方法
• 4.2.3 影响花粉管通道技术后代转化率的因素
• 4.2.4 外源DNA 直接导入植物的后代遗传变异特点
• 4.2.5 花粉管通道转基因技术的优缺点
• 4.3 外源DNA 导入技术在小麦遗传育种中的应用
• 第五章 立题依据与研究目的
• 第二部分 实验研究
• 第六章 线粒体及线粒体DNA的制备
• 6.1 高活性小麦线粒体的提取
• 6.1.1 材料、试剂、仪器
• 6.1.2 线粒体提取
• 6.1.3 线粒体的活性检测
• 6.1.4 结果分析
• 6.1.5 讨论
• 6.2 小麦mtDNA的快速提取
• 6.2.1 材料、试剂、仪器
• 6.2.2 方法
• 6.2.3 结果与讨论
• 第七章 线粒体及mtDNA的转移
• 7.1 花粉管通道法转移线粒体及mtDNA
• 7.1.1 材料
• 7.1.2 方法
• 7.2 显微注射法转移小麦线粒体的初试
• 7.2.1 材料
• 7.2.2 方法
• 7.3 结果
• 7.3.1 花粉管通道法
• 7.3.2 显微注射法初试
• 7.4 讨论
• 7.4.1 花粉管通道法
• 7.4.2 显微注射法
• 第八章 转移后结果检测
• 8.1 形态观察
• 8.1.1 育性观察
• 8.1.2 性状观察
• 8.2 分子标记
• 8.2.1 分子标记体系的建立
• 8.2.2 花粉管通道法转移后得到 F1植株的分子检测
• 第九章 总结
• 参考文献
• 附录一 实验所用试剂的配置
• 附录二 图版
• 致谢
• 作者介绍