突变体过表达毕业论文

百度知道小麦正常雄蕊变雌蕊是基因突变吗檀涵菱7k超过28用户采纳过TA的回答成为第NaN位粉丝删除首页智能降重人工降重论文查重登录注册首页 > 正文水稻雄蕊雌蕊突变体的遗传分析一、水稻雄蕊雌蕊化突变体的遗传分析（论文文献综述）王昌健[1]（2020）在《水稻花器官发育基因DPS2的鉴定和基因定位》文中研究表明水稻是我国重要的粮食作物之一,也是单子叶模式植物,其花器官的形成和发育与水稻产量密切相关。对水稻花器官发育相关基因的克隆和功能分析不仅有助于进一步认识水稻花发育的调控机理,也在未来高产育种中具有重要的实践意义。本研究中,我们从在CJ06和TN1的代换系中发现一个雄蕊和雌蕊发育缺陷的不育突变体,将该突变体命名为dps2（defective pistil and stamens 2）。在大田常规种植条件下比较了突变体dps2和野生型CJ06的主要农艺性状差异及花器官形态特征;扫描电镜及石蜡切片观察花药结构并用染色法观察花粉和胚囊的育性;利用图位克隆方法进行基因精细定位;结合转录组测序和RT-PCR分析了花发育相关基因在野生型和突变体中的表达水平。研究结果如下:dps2突变体抽穗期变长,小穗内稃和外稃发育正常,不能正常开颖扬花,成熟期小穗内部有花器官残留,且不能正常结实。突变体dps2其它农艺性状如株高、分蘖数、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数无明显改变。dps2突变体雄蕊出现不同程度的皱缩,颜色透明呈浅黄色,雄蕊的数目增多,雌蕊皱缩且柱头数目增多;进一步观察发现,dps2突变体花药腔室塌陷,外表皮细胞褶皱且排列不规整,外表面光滑且没有蜡质和角质等线状物质分布,内无可见小孢子,亦有部分花药能形成腔室,花粉粒也无淀粉积累呈干瘪状,故突变体仅少量花粉具有活性。此外,dps2突变体的胚囊发育受到影响,胚囊中央无极核结构并出现细胞退化的痕迹。遗传分析发现dps2突变体受隐性单基因控制,通过图位克隆的方法,我们将DPS2基因定位于第4号染色体短臂上 Kb的区间内,该区间内未见报道的花器官发育相关基因。通过转录组测序分析发现,与野生型相比,dps2突变体中731个基因上调,1679个基因下调,这些差异表达基因参与生物代谢、生物调节过程等,其中9个基因涉及生长素的合成及信号转导途径。通过实时荧光定量PCR,发现dps2突变体中生长素合成相关基因TDD1的表达显着降低,生长素响应基因OsIAA3、OsARF11、OsARF3、OsARF15的表达显着升高,MADS-box基因家族中的B类基因OsMADS2、OsMADS4、OsMADS16和E类基因OsMADS1、OsMADS6、OsMADS7、OsMADS8在dps2中的表达显着升高。以上结果表明DPS2的突变可能影响生长素的合成或代谢,dps2突变体的雄蕊及雌蕊均发育异常,最终导致不育。推测DPS2可能在水稻第3轮雄蕊发育和第4轮雌蕊发育调控中发挥重要作用。杨芊[2]（2020）在《TaWin1基因在小麦花发育过程中的功能初探》文中指出雄蕊是植物体内重要的花器官,它的生长发育情况直接影响植株的繁育和农作物的产量。雄性不育是由于雄蕊发育异常而不能产生可育后代且普遍存在于植物界的一种现象,在农作物杂交育种研究中,雄性不育系对培育优质、高产的品种具有十分重要的作用。小麦（Triticum aestivum L.）是世界上三大粮食作物之一。因此,研究小麦雌雄蕊的发育对改良小麦品质和提高小麦产量都具有十分重要的意义。小麦雄蕊同源转化为雌蕊突变体（HTS-1）是彭正松教授在培育小麦三雌蕊（TP）近等基因系CSTP的过程中意外发现的一个新的突变体。HTS-1的小花中雄蕊全部或部分同源转化为雌蕊,故其雌蕊数目一般为4-6个。因此该突变体全部或部分不育,在自然状态下,平均结实率仅为。遗传分析发现,该突变体至少由2个隐性基因控制（Pis1和hts）,与细胞质遗传无关。其中Pis1基因已被定于2D染色体上并且控制着三雌蕊小麦的三雌蕊性状。而hts基于已被定位在4A染色体上的一个的区间,结合前期的转录组分析,在该定位区间内找到了一个在雄蕊化雌蕊（PS）中表达量异常高的基因,即TaWin1基因。因此推测TaWin1基因的过表达会引起小麦雄蕊同源转化为雌蕊。为了进一步探究TaWin1的功能,本研究以三雌蕊近等基因系CSTP、CM28TP和小麦雄蕊同源转化为雌蕊突变体HTS-1为实验材料,采用基因克隆、外源乙烯利与1-甲基环丙烯处理、Real-time PCR检测及转基因拟南芥等方法分析了TaWin1基因的功能。主要结果如下:1、TaWin1基因在CM28TP和HTS-1中的序列相似性为,其唯一的区别为在HTS-1中TaWin1基因的ORF下游区段插入了两个胸腺嘧啶（T）。因此TaWin1基因在CM28TP和HTS-1中的片段大小为883bp和885bp,其开放阅读框（ORF）长度为408bp。在整个编码区中,TaWin1的氨基酸序列与节节麦 Win1的相似度最高为,与花药野生稻 Win1和高粱 Win1的相似性分别为和,与玉米 Win1相似性为,与拟南芥亚型 Win1相似性为,与水稻 Win1的相似性为。系统发育树分析表明,TaWin1蛋白与节节麦 Win1、花药野生稻 Win1、水稻 Win1、高粱 Win1及玉米 Win1同属一类。且TaWin1与节节麦 Win1亲缘关系最近,因此进一步证实了TaWin1与Win1属于同一基因家族成员。Real-time PCR分析表明,与雌蕊（P）和雄蕊（S）相比,TaWin1基因在HTS-1的雌蕊化雄蕊（PS）中的表达量最高,约为正常雌蕊（P）的194倍,正常雄蕊（S）的86倍。2、利用乙烯利和1-甲基环丙烯（1-MCP）分别处理CSTP和HTS-1,其雌雄蕊性状发生明显变化,未经任何处理的HTS-1雌蕊化率为为,经1-MCP处理的HTS-1雌蕊化率为,经乙烯利处理的CSTP雌蕊化率为。经过1-MCP处理的HTS-1较未经任何处理的HTS-1的雌蕊化现象降低了,经乙烯利处理的CSTP较未经任何处理的CSTP的雌蕊化率升高。利用Real-time PCR分析了乙烯通路中关键基因的表达情况。结果表明ACO2、CTR1及EIN2在HTS-1的幼穗中的表达量较CSTP高,HTS-1经过1-MCP处理后其表达量下降,CSTP经过乙烯利处理后其表达量其表达量上升。ETR1和SAM基因在HTS-1的幼穗中表达量明显高于CSTP,HTS-1经1-MCP处理后表达量下降。ETR和SAM基因在经乙烯利处理的CSTP和未处理的CSTP幼穗中表达量均较低,且差异不明显。ACS的在HTS-1中的表达量高于CSTP（约6倍）,经过1-MCP处理后HTS-1的表达量显着升高。经乙烯利处理的CSTP幼穗中ACS的表达量较未处理的CSTP升高。在所测定的6个基因中,EIN2基因的表达差异最为明显,EIN2基因在1-MCP处理的HTS-1中其表达量较未处理的HTS-1下调了约15倍,在乙烯处理的CSTP中其表达量较未处理的CSTP上调了约16倍。TaWin1基因在HTS-1的幼穗中表达量高于CSTP。HTS-1经1-MCP处理后其幼穗中TaWin1基因的表达量上调约倍。而CSTP经乙烯利处理后幼穗中的TaWin1基因的表达无明显变化。3、利用转基因拟南芥技术进一步分析TaWin1基因的功能,结果发现在拟南芥中TaWin1基因的过量表达导致拟南芥出现了一系列表型上的变化,如花丝和花梗长度明显缩短、花丝退化、花丝降解等。利用Real-time PCR分析了拟南芥中乙烯合成的三个关键酶基因AtACO2、At ACS和AtSAM在转基因拟南芥和野生型拟南芥中的表达情况,结果表明除At ACO2基因外,其它2个关键酶基因AtACS和At SAM在转基因拟南芥中均上调表达。这说明TaWin1在一定程度上促进了拟南芥中乙烯的合成。

1 结果直观：可以直接通过突变体和野生型之间的表型不同，研究基因功能。为后续研究提供基础；2 来源简便：目前国际上有很多突变体库，可以直接购买；3 根源基因：可以通过突变体与野生型基因组的区别，或者突变发生位点的基因，直接找到与表型相关的基因，从而对该基因进行研究；4 避免基因获得的缺点：有一些基因，即使使用过表达的方法，也没有表型，或者在基因过表达的时候造成不育或者致死，无法得到转基因后代的情况下，使用突变体可以直接研究该基因功能；5 基因互补：将外源的基因，转入植物突变体中，如果能够获得表型的回复突变，那么同样可以证明该基因的功能。满地打滚要求 接受 我的答案

突变体的优点是可以直接跟野生型作表型和生化上的差异对比，从两者体现出的差异出发理清与之相关的分子生物学机制或特性。如研究一株抗干旱水稻突变体，通过干旱条件下表型上的差异向基因表达调控，蛋白转录调控外推，可以很好地研究与干旱相关基因表达调控的分子网络。如果没有突变体的话，这一研究往往会变得很困难。