玉米叶绿素含量的遗传结构分析

发布时间：2023-03-11 09:01

　　植物叶片的叶绿素含量与叶片的光合作用效率以及产量潜力紧密相关,因此是作物的一个重要生理指标。但是,目前已克隆的控制叶绿素含量的基因大多来自拟南芥和水稻,在玉米中研究较少,因此本研究采用了全基因组关联分析和人工诱变两种方法,旨在玉米中找到控制叶绿素含量的基因。本研究发现玉米苗期第一片叶片的叶绿素含量和吐丝期穗位叶的叶绿素含量高度相关,且与后者相比具有更高的遗传力。进一步分析了287份玉米自交系的第一片叶的叶绿素含量,利用558,269个单核苷酸多态性分子标记进行全基因组关联分析,获得9个显著关联SNP位点和16个候选基因。通过候选基因的序列分析和功能预测,发现两个可能叶绿素含量相关的基因,包括拟南芥Tic22基因的同源基因和水稻衰老相关基因SAG12的同源基因。此外,利用人工诱变技术,找到叶片叶绿素含量发生变化的light green1(lg1)突变体,遗传分析表明lg1突变是单位点隐性突变。在lg1×B73 F2群体中用SSR标记将lg1定位在8号染色体分子标记SSR389和SSR352之间。然后对lg1突变体的基因组进行二代测序,确定lg1突变发生在脱植基叶绿素a加氧酶基因(cao)...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
英文缩略表
1 绪论
    1.1 植物叶绿素的重要性
        1.1.1 叶绿素的合成途径
        1.1.2 叶绿体前体蛋白的转运
        1.1.3 叶绿素含量和衰老的关系
        1.1.4 叶绿素的分解代谢对叶绿素含量的影响
        1.1.5 其他基因对叶绿素含量的影响
    1.2 玉米的全基因组关联分析和人工诱变是发掘玉米叶绿素含量相关基因的有效途径
        1.2.1 玉米全基因组关联分析是寻找叶绿素含量相关基因的有效途径
        1.2.2 人工诱变是发掘叶绿素含量相关基因的另一种有效途径
    1.3 本研究的目的与意义
    1.4 技术路线
2 玉米叶片叶绿素含量的全基因组关联分析
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 主要仪器设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 玉米的种植
        2.2.2 玉米的培养
        2.2.3 玉米叶绿素的测量
        2.2.4 数据处理
    2.3 结果与分析
        2.3.1 玉米苗期第一片叶与吐丝期穗位叶叶绿素含量的相关性分析和遗传力分析
        2.3.2 玉米第一片叶的叶绿素含量在自然群体中的多样性
        2.3.3 玉米第一片叶叶绿素含量的全基因组关联分析
    2.4 讨论
    2.5 结论
3 lg1基因的克隆与功能的初步研究
    3.1 试验材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 生化试剂
        3.1.3 常用实验仪器
        3.1.4 SSR引物
        3.1.5 基因组重测序
    3.2 相关溶液配置
        3.2.1 玉米基因组DNA提取所需试剂
        3.2.2 琼脂糖凝胶电泳相关溶液
        3.2.3 聚丙烯酰氨凝胶电泳所需试剂
    3.3 试验方法
        3.3.1 玉米种植
        3.3.2 植物基因组DNA的提取
        3.3.3 图位克隆
        3.3.4 玉米基因组重测序
        3.3.5 lg1基因的突变位点验证
        3.3.6 玉米总RNA的提取
        3.3.7 RT-PCR
        3.3.8 3301-lg1载体的构建
    3.4 结果与分析
        3.4.1 lg1的表型鉴定与遗传分析
        3.4.2 lg1的图位克隆
        3.4.3 lg1玉米突变体的基因组重测序
        3.4.4 构建CAO基因的系统进化树
    3.5 讨论
    3.6 结论
4 全文结论
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3759584