水稻卷叶突变体ocu5基因图位克隆及功能研究

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyyhky
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水稻是我国甚至是世界上主要粮食作物,但现实却面临着耕地的减少,环境的恶化,人口数量的膨胀,这一矛盾只能依靠提高水稻单产才能得到根本有效的解决。传统育种有着周期长、风险大等缺陷,随着分子技术的发展,希望通过超级水稻来解决单产难再大幅度提升的问题,因此水稻理想株型的构建成为了各国科学家和育种学家追求的目标。由于水稻卷叶可以解决叶长与叶挺的矛盾,可以增加整体受光面积,改善通风状况,从而更加有利于水稻光合产物的积累。我们在本实验室自制的T-DNA插入突变体库中筛到一株叶片正卷成筒状的突变体ocu5,对其进行了表型观察、遗传学分析、基因定位、遗传学鉴定、表达部位特异性、亚细胞定位、突变位点功能验证等实验,相关研究进展如下:1、突变体ocu5卷叶表型从苗期到成熟期卷叶表型性状稳定,植株高度与野生型相比没有显著性差异,分蘖数减少,叶片正卷为筒状,叶色加深。结实正常,干瘪率低,千粒重与野生型相比无明显变化。在细胞形态学上,突变体ocu5与日本晴相比泡状细胞数目和面积都有所减少,所以突变体表现为正卷。2、日本晴与突变体ocu5杂交的F1代表型全为卷叶,F2代表现为卷叶表型和野生表型分离比为3/1,表明该性状是由显性单基因控制。3、利用图位克隆手段,将突变基因定位在6号染色体80kb范围内,里面包含两个BAC,经分析挑选出五个备选基因,进行基因测序,发现LOC_Os06g10600基因的3’trt端距终止子633bp处缺失50个碱基。4、通过过表达和干涉载体转化实验证明此突变体的表型确实由该基因控制。5、通过构建该基因与GFP的融合蛋白载体并转化水稻原生质体进行亚细胞定位,结果表明该基因定位在细胞核中。6、通过原位杂交实验表明该基因主要在顶端分生组织的最外1-2层细胞内表达,在成熟叶片和茎中不表达。7、通过对日本晴和突变体顶端分生组织取样进行实时定量PCR及蛋白western实验表明,突变体中该基因的表达量比日本晴稍高,但不明显,蛋白量较日本晴蛋白量有明显提高。8、通过瞬时转化烟草实验对比实验表明突变位点确实具有影响基因表达量的作用。本实验不仅找到了控制卷叶性状的一个显性基因,对其功能进行了初步研究,并且证明了3’端突变位点对基因表达的影响。
其他文献
本论文旨在进一步了解极端嗜热古菌对不同硫化矿的生物浸出,以及L-半胱氨酸(L-cysteine)对极端嗜热古菌浸出硫化矿的影响。本论文主要研究了L-半胱氨酸对硫化矿表面性质以及A