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玉米性别决定关键基因ts3的初步定位和候选基因的表达分析【字数:8759】

2024-11-02 14:24编辑: www.jxszl.com景先生毕设

目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 2
Key words 2
引言 2
1.材料与方法 5
1.1技术路线 5
1.2研究材料 6
1.2.1植株材料 6
1.2.2主要实验仪器 6
1.2.3主要实验试剂 6
1.3研究方法 6
1.3.1遗传群体构建 6
1.3.2候选基因引物设计 6
1.3.3植株取样 6
1.3.4植株DNA提取 7
1.3.5植株RNA提取 7
1.3.6 RNA浓度测定 7
1.3.7利用InDel方法缩小候选区间 8
1.3.8逆转录PCR 8
2.结果与分析 8
2.1 Ts3的遗传定位 8
2.2候选基因在根尖和叶片中的表达 9
2.3 候选基因在玉米不同时期茎尖中的表达 11
2.4候选基因的同源性分析 13
3.结论 14
4.讨论 14
致谢 15
引用文献 16
附录一 候选区间内基因的表达引物序列 18
附录二 三个候选基因的cDNA序列 21
图11 技术路线.................................................................................................................................6
图21 Tasselseed3 精细定位.....................................................................................................9
图22 候选基因在玉米V3时期根尖和叶片的表达........................................................ *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072
...........11
图23 候选基因在玉米不同时期茎尖的表达.............................................................................13
玉米性别决定关键基因Ts3的初步定位和候选基因的表达分析
摘要
玉米具有雄穗结实的现象,玉米雄穗雌性化突变体中的Ts3基因与雄穗结实有密切关系,被称作玉米性别决定关键基因。本研究对定位区间的29个候选基因进行表达分析,挑选多个Ts3候选基因进行功能研究,为最终确定控制雄穗发育的Ts3基因提供关键的资料。在研究初期,通过BSA方法将Ts3基因定位到了玉米1号染色体长臂末端的一个7M的范围内,这个范围内有230个基因。接下来继续开发分子标记,通过重组个体基因型和表现型的比较,将候选基因的区间缩小到1.8M的范围,通过基因的功能注解,我们选取了这个区间的29个基因为Ts3的候选基因。通过从V3时期野生型和突变体植株上提取的叶片、根尖组织,从V3V8时期的野生型和突变体上提取茎尖组织进行反转录PCR,检测它们的基因表达量。
最终我们选出了3个基因作为控制玉米雄穗结实性状的候选基因,它们分别是gene120,gene135,gene157。经过同源性分析后,我们发现,gene120编码一种胞苷/脱氧胞苷脱氨酶,与细胞内嘧啶核苷的代谢与维持、逆境胁迫方向有关;gene135是编码和油菜素内酯不敏感相关的基因;gene157是tb1基因,与禾本科植物的分蘖调控有关,Ts3基因可能与这3个基因的功能有一定关系。
引言
玉米是主要粮食作物,与其他作物不同,玉米是雌雄同株异花植物,天然杂交率在95%以上,玉米的雌、雄穗分化时期,雄穗中雌性原基退化、雌穗中雄性原基退化,进而分别发育为雄穗和雌穗。在玉米雌、雄穗发育过程中起重要作用的基因称为玉米的性别决定基因。
有着较多研究的是雌穗雄性化突变体、雄穗雌性化突变体。在雄穗雌性化突变体中,雄穗的小穗转变为雌性小穗,不再产生花药,只有雌蕊(子房和花丝),若授以花粉,可以获得籽粒,称为雄穗结实(Tasselseed),对雄性结实的研究对于了解玉米雄穗发育过程的分子机制具有重要意义。
玉米通过性别决定形成具有功能的单性花, 研究这一过程不仅能深化人们对其花的个体发育和系统发育的理解, 而且对其杂交种的生产也具有重要的实践意义。
玉米在生长发育中产生由顶端分生组织形成的穗状花序的雄穗和由腋芽分生组织形成的肉穗花序的雌穗,雌穗和雄穗中的基本重复单位叫做小穗,每个小穗都是由1对颖片包被,里面含有上位花和下位花2朵小花,成熟的雄小穗含有两朵可育的雄性小花,每朵雄性小花由内稃外稃、1对浆片和3枚雄蕊组成。而雌小穗中只有上位花能发育为成熟的雌性小花,下位花则在发育的过程中退化,此退化过程已在组织学上得到证实雌蕊原基出现高度液泡化并最终消失[1]。
分子水平上的研究表明,植物的性别分化就是在特异信号作用下分化程序表达的结果,根据这一思路,可以把性别分化研究分为三个层次,即分化程序、诱导信号和性决定基因[23]

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