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水稻显性半矮秆基因的SCAR标记及初步定位

2020-11-21阅读(261)

水稻显性半矮秆基因的SCAR标记及初步定位

论文摘要

粳型水稻 Y98149 是从离子束诱变后代中获得的显性半矮秆突变体。本研究利用RAPD 方法在水稻显性半矮秆突变体 Y98149 和其野生型 Y98148 之间进行了 RAPD标记筛选工作,从基因组水平上揭示了两者的差异程度,为突变的基因提供分子生物学证据。对稳定的多态性 RAPD 标记进行了 SCAR 标记转化,成功地获得了与 3 个与水稻显性半矮秆基因连锁的 SCAR 标记,并对克隆的 RAPD 标记进行了相关序列分析,结果表明:1、利用 1100 个 10 碱基寡核苷酸随机引物筛选 Y98148 和 Y98149,共获得 4 个稳定的多态性引物:S1041、S1075、S1076 和 S1272;2、通过计算得到突变体 Y98149 与其野生型 Y98148 的相似系数为 0.9995,遗传距离为 0.0005,表明 Y98148 与 Y98149 遗传背景具有极高的相似性,为证明二者是近等基因系提供了分子水平证据;3、通过克隆、测序,成功地得到 3 个 RAPD 标记的序列,分别命名为 S1041525、S1076549和 S1272403,提交到 DDBJ 数据库,接受号为 AB207912、AB207913 和 AB207914;根据所测的序列设计特异性引物,并在近等基因系间进行了 PCR 分析,成功地将RAPD 标记 S1041525、 S1076549、S1272403转化为 SCAR 标记 SCS1041498、 SCS1076510、SCS1272388;4、利用 Y98148×Y98149 的 F2 分离群体 384 个单株对 SCAR 标记进行了验证和连锁分析,SCAR 标记 SCS1041498、SCS1076510 和 SCS1272388PCR 扩增结果与田间农艺性状吻合率分别为 88.8%、93.2%和 85.2%,与显性半矮秆基因的遗传距离分别为12.6cM、7.5cM 和 16.3cM;5、通过序列分析和同源性搜索,片段 S1041525 和 S1076549 分别编码 111 和 90 个氨基酸序列的多肽,其中 S1076549 的多肽序列与原核生物的蔗糖磷酸转移酶基因有 94%的同源性,与一些植物中的膜蛋白也有相当高的同源性。片段 S1272403的核苷酸序列与水稻第七染色体上的两个 BAC 克隆 B1249D05（AP006451）和 OJ1212C12（AP005604） 同源性为 99%,B1249D05 和 OJ1212C12 是重叠克隆,S1272403 位于二者重叠区域中,进而初步将水稻显性半矮秆基因定位于第七染色体上。 本研究通过分子生物学方法鉴定了新的水稻显性半矮秆基因,获得了研究该基因的有利的分子标记,为该基因的利用提供了有用的信息。水稻显性半矮秆基因初步定位的完成,为下一步精细定位和图位克隆该基因奠定了坚实的基础。

论文目录

  • 缩略词（Abbreviation）
  • 文献综述
  • 1 水稻矮化育种的意义
  • 2 水稻矮生基因研究进展
  • 2.1 水稻矮生基因的遗传研究
  • 2.2 水稻的矮生基因种类及其染色体定位
  • 2.3 水稻矮生基因的分子标记定位
  • 2.4 水稻矮生基因的克隆
  • 3 分子标记在水稻育种上的应用
  • 3.1 分子标记的种类与特点
  • 3.2 分子标记在水稻遗传研究中的应用
  • 引言
  • 材料和方法
  • 1 实验材料
  • 1.1 植物材料
  • 1.2 实验试剂及仪器设备
  • 1.3 菌株和质粒载体
  • 2 实验方法
  • 2.1 水稻基因组DNA 的提取
  • 2.2 RAPD 标记分析方法
  • 2.3 特异性 DNA 片段的回收
  • 2.4 大肠杆菌（JM109）感受态细胞的制备
  • 2.5 纯化产物的连接
  • 2.6 连接产物的转化
  • 2.7 质粒的提取（碱裂解法）
  • 2.8 阳性克隆的鉴定
  • 2.9 序列的测定
  • 2.10 SCAR 引物的设计和合成
  • 2.11 SCAR 标记的PCR 验证
  • 2.12 标记序列的分析
  • 2.13 连锁分析和遗传距离估算
  • 结果与分析
  • 1 水稻显性半矮秆突变体 RAPD 标记的获得
  • 1.1 RAPD 引物筛选结果
  • 1.2 突变体与野生型的差异程度
  • 2 SCAR 标记的转化
  • 2.1 特异性 RAPD 标记片段的纯化
  • 2.2 连接产物的转化结果
  • 2.3 重组质粒的鉴定
  • 2.4 RAPD 标记片段的测序结果
  • 3 SCAR 引物的设计及 PCR 分析结果
  • 3.1 SCAR 引物的设计
  • 3.2 SCAR 引物扩增近等基因系
  • 3.3 SCAR 标记的连锁分析
  • 3.4 SCAR 标记的F2 群体扩增
  • 3.5 连锁分析
  • 4 RAPD 标记片段的序列分析
  • 4.1 片段S1076549 的序列分析
  • 4.2 片段S1272403 的序列分析
  • 4.3 片段S1041525 的序列分析
  • 讨论
  • 1 水稻显性半矮秆基因发现的意义
  • 2 关于突变体的鉴定
  • 3 关于RAPD 的稳定性
  • 3.1 无扩增产物
  • 3.2 扩增产物带很弱
  • 3.3 扩增产物弥散
  • 4 关于外源片段的转化
  • 4.1 提高连接反应效率
  • 4.2 提高感受态细胞活性
  • 3.3 重组子筛选中所遇到的问题
  • 5 RAPD 标记转换为 SCAR 标记的必要性
  • 6 关于基因定位
  • 7 后续工作打算
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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