水稻Ds插入具芒突變體的鑒定與相關(guān)基因的克隆.pdf

1、芒是禾本科植物小花外稃上的突出物，是禾本科植物的外稃頂端由中肋延伸而成的結(jié)構(gòu)。芒作為野生稻中普遍存在的一個(gè)結(jié)構(gòu)，可以幫助種子散布，同時(shí)防止鳥獸啄食。但是，在長期的人工選擇和品種選育過程中，芒作為一個(gè)對收割不利的性狀逐漸被淘汰。水稻和其他人工種植的作物一樣，從野生種到栽培品種經(jīng)過了漫長的馴化過程。研究水稻基因組內(nèi)到底發(fā)生了何種變化，導(dǎo)致從有芒到無芒，對于認(rèn)識(shí)水稻馴化的過程與機(jī)制有重要意義。開展水稻芒發(fā)育相關(guān)基因的定位、克隆及作用機(jī)理等方面

2、的研究，對實(shí)現(xiàn)水稻馴化的定向改良也具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本研究對Ds插入產(chǎn)生的水稻具芒突變體進(jìn)行了初步鑒定，這將為揭示水稻芒發(fā)育相關(guān)的生物學(xué)機(jī)制提供線索，同時(shí)為利用芒發(fā)育相關(guān)基因分析稻屬植物系統(tǒng)演化積累資料。本研究主要包括以下兩方面的內(nèi)容：
　　 1.具芒突變體的形態(tài)、生理鑒定。隨機(jī)選取具芒突變體與野生型各53株，測量并記錄該突變體與野生型的株高、分蘗數(shù)及芒長，并通過SPSS軟件分析其差異。
　　 結(jié)果顯示，

3、有芒突變體在株高、分蘗數(shù)和芒的長度上與野生型均有顯著差異。野生型的株高為70.35±3.80 cm，突變體的株高為90.54±4.67 cm，差異顯著；野生型的分蘗數(shù)為18.19±4.52，突變體的分蘗數(shù)為13.68±2.50，存在顯著差異；野生型植株無芒，而Ds插入突變體有芒。隨機(jī)量取了100粒Ds插入突變體的芒長，其長度跨度較大，從0.2 cm到3.7 cm不等，平均值為1.3 cm；另外，在種子萌發(fā)的過程中，Ds插入突變體的萌發(fā)勢

4、較野生型弱。
　　 2.Ds側(cè)翼序列的擴(kuò)增及Ds標(biāo)簽基因的結(jié)構(gòu)和功能預(yù)測。采用TAIL-PCR方法從該突變體中克隆了Ds插入的側(cè)翼序列，并以該序列作為待查詢序列進(jìn)行核苷酸序列數(shù)據(jù)庫(NCBI-BLAST)在線比對分析，找到Ds插入部位基因，并用生物信息學(xué)軟件分析插入部位基因結(jié)構(gòu)、功能。
　　 結(jié)果顯示，克隆的Ds側(cè)翼序列插入在7號(hào)染色體Os07g0588700前1339 bp處。以FGENESH和GeneMark.hmm

5、兩種軟件分別對Ds插入基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，兩種軟件的預(yù)測結(jié)果基本吻合，在外顯子的數(shù)目、大小、位置等方面均得到高度一致的結(jié)果。同時(shí)用軟件NCBI Entrez server和Pfam對該基因進(jìn)行功能預(yù)測，推測的該基因編碼產(chǎn)物含1個(gè)鋅指區(qū)CX2CX3FX5LX2HX3H，且含高度保守的QALGGH保守區(qū)，推測為水稻的鋅指蛋白(zinc finger protein)。
　　 綜合形態(tài)、生理鑒定和分子分析結(jié)果，初步認(rèn)為，Ds插入影響了