一个水稻幼苗生长延迟突变体的生理分析与基因定位
水稻（Oryza sativa L.）生长延迟是幼苗期一种重要的的较常见突变性状，生长周期变异是高等植物突变频率较高且易于鉴定的突变性状。本实验从60Co-γ辐射诱变的日本晴突变体库中筛选出水稻生长延迟突变体JV1作为实验材料，对突变体以及野生型植株观察对比其幼苗期、成熟期的表型，测量并统计其成熟期的农艺性状。用SSR以及Indel基因标记的方法进行连锁分析，最终把突变基因范围缩小在序列为RM12045和RM12055之间的基因区间内，长度为128.5 kb。推测出目标基因为半胱氨酸蛋白酶基因。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法2
1.1材料 2
1.2水稻生长延迟突变体表型及生理特定2
1.2.1材料培养及苗期表型观察2
1.2.2萌发期与成熟期表型观测2
1.3提取总DNA与基因的初步定位2
1.3.1 总DNA提取3
1.3.2 遗传分析与基因定位 3
2结果分析4
2.1水稻生长延迟突变体JV1农艺性状的观察测量4
2.2水稻生长延迟突变体JV1遗传分析7
2.3水稻生长延迟突变体JV1分子定位7
3讨论8
3.1 水稻生长延迟突变体JV1与野生型表型差异 9
3.2半胱氨酸蛋白酶的催化机理10
3.3半胱氨酸蛋白酶的功能探究10
致谢9
参考文献10
一个水稻幼苗生长延迟突变体的生理分析与基因定位
引言
引言
水稻（Oryza sativa L.）作为世界上三大粮食作物之一，是人们主要的粮食来源，世界上把水稻作为主食的人口近一半以上的。在水稻的基因组测序完成以后，近年来其功能基因组学成为科研人员非常关注的方向，水稻突变体在水稻基因组学的研究中有着举足轻重的作用，是水稻基因功能研究的重要材料[15]。水稻在幼苗期的生长延迟突变是一种较为常见的水稻变异性状。近年来，大量研究结果证明，水稻幼苗生长延迟突变体是研究植物 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
种子萌发、幼苗生长，逆境响应和组织分化衰老等过程的重要材料[16]。粮食危机波及全球，至今还没有完全解除[15]，水稻是世界上主要的粮食作物之一，高产和优质就显得尤为重要。因此，发现和研究水稻生长延迟突变体，定位、克隆和分离相关突变基因及其突变机理等相关的研究，在指导品种的改良推广以及育种方面，具有非常重要的理论意义和实际应用价值。
经过诱导突变的水稻突变体与野生型相比在生理生化诸多方面都有差异。在低浓度的NaN?或者dES处理过的幼苗，其α-淀粉酶活性有轻微下降。当所用诱变剂浓度增加时，α-淀粉酶活性受到明显抑制，研究表明，NaN?的抑制作用要比dES略微强一些。化学诱变剂EMS对水稻种子萌发过程中的几种酶类的影响的相关实验，证明了EMS对水稻幼苗期淀粉酶、过氧化物酶活性均有较明显的影响[17]。幼苗愈伤组织诱导率和幼苗分化率和其培育早期淀粉酶活性有明显的关联。低浓度的EMS可以刺激淀粉酶活性，加快细胞内淀粉水解的速度，提供充足的代谢底物，维持较为快速的能量代谢，从未促进细胞的脱分化启动的过程，细胞培养力提高。反之，较高浓度的EMS会对培养初期的淀粉酶活性有抑制作用，从而减缓了细胞能量代谢速度，细胞的脱分化过程启动也会受到其影响，细胞培养力下降。过氧化物醇是一种呼吸链末端氧化酶，与多种代谢活动有关，参与多方面的生理过程。在植物幼苗细胞培养中，使用低剂量诱变剂EMS，不仅可以提高细胞突变频率，也可增加细胞培养力，这种将组织培养和化学诱变相结合的方法在实际实用方面具有重要价值[17]。植物蛋白质水解过程由多种酶共同参与的复杂过程，半胱氨酸蛋白酶在水解植物中是绝大部分储藏蛋白的关键酶，该酶中亲核的Cys残基存在于催化活性位点中，在电离状态下可以不依赖于底物结合。半胱氨酸蛋白酶在种子萌发、幼苗生长，逆境响应和组织分化衰老等过程都发挥一定作用[18]。
通过将生长延迟突变株水稻与正常株进行正反交可以用来研究水稻生长延迟突变体的遗传方式，观察F1表型推测生长延迟突变体的在核质中的遗传方式，并调查F2等分离群体进行的表型，计算分离比并确认该突变体的遗传机制[15]。开花在植物生长过程中是一种重要的发育性状，植物的种植范围及产量由重要农艺性状决定，开花时间是其中之一。水稻是短日照作物中的一种，它在短日照条件下萌发较早而在长日照条件下萌发延迟。许多育种和遗传学家着眼于研究整个通路网络，希望能够发掘更多的控制萌发的基因，将其功能研究透彻并将其转化为生产中的实际运用[3]。
该实验以水稻生长延迟突变体JV1为实验材料，把野生型日本晴水稻与突变体JV1一同培养，并在幼苗期以及成熟期对两种水稻表型进行观察并测量[19]。通过F2群体表型观察统计确定突变基因显隐性。然后通过SSR和Indel的方法进行基因连锁分析，将目标基因进行初步定位。最后列举出所有备选基因进行推测[20]。
1 材料与方法
1．1 材料
该实验把粳稻日本晴作为水稻实验材料，用60Coγ辐射诱变野生型日本晴水稻，从诱变得到的突变体库中筛选到水稻生长延迟突变体JV1。遗传分析所用群体为JV1与日本晴野生型杂交F2群体，基因定位所用群体为JV1与野生型水稻窄叶青8号的杂交得到的F2代水稻植株。
1．2 水稻生长延迟突变体JV1表型观察 ，
1．2．1 幼苗培养及表型观测
将水稻生长延迟突变体JV1与水稻生型的种子打破休眠状态，放置一周在45℃烘箱内，然后在自来水中浸泡3天，再放入32℃培养箱避光催芽24小时。在96孔板上播种挑选过的萌发状态相同的种子，用自来水培养7天后换营养液培养。观察记录水稻分别在第1、7、11、14、21天时突变体JV1与野生型水稻的表型。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法2
1.1材料 2
1.2水稻生长延迟突变体表型及生理特定2
1.2.1材料培养及苗期表型观察2
1.2.2萌发期与成熟期表型观测2
1.3提取总DNA与基因的初步定位2
1.3.1 总DNA提取3
1.3.2 遗传分析与基因定位 3
2结果分析4
2.1水稻生长延迟突变体JV1农艺性状的观察测量4
2.2水稻生长延迟突变体JV1遗传分析7
2.3水稻生长延迟突变体JV1分子定位7
3讨论8
3.1 水稻生长延迟突变体JV1与野生型表型差异 9
3.2半胱氨酸蛋白酶的催化机理10
3.3半胱氨酸蛋白酶的功能探究10
致谢9
参考文献10
一个水稻幼苗生长延迟突变体的生理分析与基因定位
引言
引言
水稻（Oryza sativa L.）作为世界上三大粮食作物之一，是人们主要的粮食来源，世界上把水稻作为主食的人口近一半以上的。在水稻的基因组测序完成以后，近年来其功能基因组学成为科研人员非常关注的方向，水稻突变体在水稻基因组学的研究中有着举足轻重的作用，是水稻基因功能研究的重要材料[15]。水稻在幼苗期的生长延迟突变是一种较为常见的水稻变异性状。近年来，大量研究结果证明，水稻幼苗生长延迟突变体是研究植物 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
种子萌发、幼苗生长，逆境响应和组织分化衰老等过程的重要材料[16]。粮食危机波及全球，至今还没有完全解除[15]，水稻是世界上主要的粮食作物之一，高产和优质就显得尤为重要。因此，发现和研究水稻生长延迟突变体，定位、克隆和分离相关突变基因及其突变机理等相关的研究，在指导品种的改良推广以及育种方面，具有非常重要的理论意义和实际应用价值。
经过诱导突变的水稻突变体与野生型相比在生理生化诸多方面都有差异。在低浓度的NaN?或者dES处理过的幼苗，其α-淀粉酶活性有轻微下降。当所用诱变剂浓度增加时，α-淀粉酶活性受到明显抑制，研究表明，NaN?的抑制作用要比dES略微强一些。化学诱变剂EMS对水稻种子萌发过程中的几种酶类的影响的相关实验，证明了EMS对水稻幼苗期淀粉酶、过氧化物酶活性均有较明显的影响[17]。幼苗愈伤组织诱导率和幼苗分化率和其培育早期淀粉酶活性有明显的关联。低浓度的EMS可以刺激淀粉酶活性，加快细胞内淀粉水解的速度，提供充足的代谢底物，维持较为快速的能量代谢，从未促进细胞的脱分化启动的过程，细胞培养力提高。反之，较高浓度的EMS会对培养初期的淀粉酶活性有抑制作用，从而减缓了细胞能量代谢速度，细胞的脱分化过程启动也会受到其影响，细胞培养力下降。过氧化物醇是一种呼吸链末端氧化酶，与多种代谢活动有关，参与多方面的生理过程。在植物幼苗细胞培养中，使用低剂量诱变剂EMS，不仅可以提高细胞突变频率，也可增加细胞培养力，这种将组织培养和化学诱变相结合的方法在实际实用方面具有重要价值[17]。植物蛋白质水解过程由多种酶共同参与的复杂过程，半胱氨酸蛋白酶在水解植物中是绝大部分储藏蛋白的关键酶，该酶中亲核的Cys残基存在于催化活性位点中，在电离状态下可以不依赖于底物结合。半胱氨酸蛋白酶在种子萌发、幼苗生长，逆境响应和组织分化衰老等过程都发挥一定作用[18]。
通过将生长延迟突变株水稻与正常株进行正反交可以用来研究水稻生长延迟突变体的遗传方式，观察F1表型推测生长延迟突变体的在核质中的遗传方式，并调查F2等分离群体进行的表型，计算分离比并确认该突变体的遗传机制[15]。开花在植物生长过程中是一种重要的发育性状，植物的种植范围及产量由重要农艺性状决定，开花时间是其中之一。水稻是短日照作物中的一种，它在短日照条件下萌发较早而在长日照条件下萌发延迟。许多育种和遗传学家着眼于研究整个通路网络，希望能够发掘更多的控制萌发的基因，将其功能研究透彻并将其转化为生产中的实际运用[3]。
该实验以水稻生长延迟突变体JV1为实验材料，把野生型日本晴水稻与突变体JV1一同培养，并在幼苗期以及成熟期对两种水稻表型进行观察并测量[19]。通过F2群体表型观察统计确定突变基因显隐性。然后通过SSR和Indel的方法进行基因连锁分析，将目标基因进行初步定位。最后列举出所有备选基因进行推测[20]。
1 材料与方法
1．1 材料
该实验把粳稻日本晴作为水稻实验材料，用60Coγ辐射诱变野生型日本晴水稻，从诱变得到的突变体库中筛选到水稻生长延迟突变体JV1。遗传分析所用群体为JV1与日本晴野生型杂交F2群体，基因定位所用群体为JV1与野生型水稻窄叶青8号的杂交得到的F2代水稻植株。
1．2 水稻生长延迟突变体JV1表型观察 ，
1．2．1 幼苗培养及表型观测
将水稻生长延迟突变体JV1与水稻生型的种子打破休眠状态，放置一周在45℃烘箱内，然后在自来水中浸泡3天，再放入32℃培养箱避光催芽24小时。在96孔板上播种挑选过的萌发状态相同的种子，用自来水培养7天后换营养液培养。观察记录水稻分别在第1、7、11、14、21天时突变体JV1与野生型水稻的表型。
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