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水稻种胚脂氧合酶-3（LOX-3）基因的精细定位

作　者: 王澎
导　师: 万建民
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 水稻 脂氧合酶-3(LOX-3) 基因精细定位 耐储藏 等位性测验
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


一般条件下，稻谷储藏两年后就开始陈化变质。随着储藏环境温度和湿度的自然上升，陈化进程迅速加快。据统计，每年我国作为粮食和种子储藏的稻谷因为陈化问题会损失5％。选择合适的包装材料、微波处理以及较低的储藏温度、湿度和适宜的密闭环境是保持储藏稻谷品质的主要外在条件，而建设高标准的低温库、气调库则会极大地消耗能源和资源。因此，从水稻品种本身来解决稻谷储藏期间的陈化变质问题无疑是一条经济有效的途径。近年来的研究表明，脂质氧化降解是导致稻谷劣变和产生陈化气味的主要原因。在水稻种胚脂氧合酶的总活性中占80-90％的脂氧合酶-3（LOX-3），是稻谷储藏期间脂质氧化降解的关键酶，其缺失可显著延缓稻谷的陈化，提高稻谷耐储性。以水稻种胚LOX-3缺失体为材料，分析LOX-3基因的遗传模式，并进行基因的精细定位、图位克隆，进而研究基因的缺失机理，对于育成耐储水稻新品种具有重要意义。前人的遗传分析表明，水稻种胚LOX-3的缺失由单隐性基因控制。本研究对多个种胚LOX-3缺失体进行了等位性测验，并对种胚LOX-3基因进行了精细定位，结果如下：1、水稻种胚脂氧合酶-3（LOX-3）缺失的等位性测验本实验室曾利用I2-KI比色法，从来自4个地区的199份水稻材料中筛选出10个种胚LOX-3缺失材料。本研究将这10个材料与种胚LOX-3缺失体材料Daw Dam进行杂交，用I2-KI比色法检测其后代种胚LOX-3的表型，发现它们的种胚LOX-3全部为缺失，初步证明这10个种胚LOX-3缺失体材料与Daw Dam具有相同的种胚LOX-3缺失位点。2、水稻种胚脂氧合酶-3（LOX-3）基因的精细定位利用水稻种胚LOX-3缺失体材料Daw Dam（javanica）和PL2（japonica），分别与种胚LOX-3正常品种IRBB7（indica）和9311（indica）构建群体，分析LOX-3基因的遗传模式，并对其进行精细定位。分别以Daw Dam／IRBB7 F2群体的3044个单株以及PL2／9311 F2群体的970个单株为材料，利用本实验室开发的I2-KI比色法从中筛选出种胚LOX-3缺失的个体，作为定位群体。结合分子标记，鉴定Daw Dam／IRBB7 F2群体中641个种胚LOX-3缺失个体的基因型。经过连锁分析，将LOX-3基因定位于水稻第3染色体SSR标记RM3405和SSR3-183之间，与两标记间的距离分别为0.46cM和0.15cM，暂命名为lox-3。基因预测结果表明，在定位区段内存在5个ORFs，其中包括2个可能编码LOX的ORFs。

全文目录


中文摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第一章 文献综述  10-28
  一、稻谷的陈化机理  10-15
    1、稻谷陈化过程中的生理变化  10-11
    2、稻谷陈化过程中大米的组织结构变化  11
    3、稻谷陈化过程中的化学成分变化  11-15
      3.1 脂类及脂肪酸的变化  12
      3.2 淀粉的变化  12-13
      3.3 蛋白质及巯基的变化  13-15
  二、稻谷中的脂氧合酶  15-26
    1、分类与结构特征  16-17
    2、生理作用  17-19
      2.1 植物体内的LOX途径  17-19
      2.2 水稻种胚中LOX的生理作用  19
    3、催化机理  19-20
    4、水稻种胚LOX－3与其它LOX同工酶的差异  20-21
    5、稻谷中的LOX－3与稻谷耐储性之间的相关性  21-23
    6、水稻种胚LOX－3缺失的遗传特性  23-24
    7、作物LOX缺失机理研究的进展  24
    8、脂氧合酶催化活性的测定方法  24-26
  三、本研究的目的和意义  26-28
第二章 研究报告  28-45
  第一节 水稻种胚LOX－3缺失的等位性测验  28-33
    1、材料与方法  28-30
      1.1 植物材料  28-29
      1.2 种胚LOX－3缺失性状的调查方法  29-30
      1.3 杂交后代种胚LOX－3的鉴定  30
    2、结果与分析  30-31
    3、讨论  31-33
      3.1 水稻种胚LOX－3表型的鉴定方法  31-32
      3.2 水稻种胚LOX－3基因的等位性测验  32-33
  第二节 水稻种胚脂氧合酶-3(LOX-3)基因的精细定位  33-45
    1、材料与方法  34-38
      1.1 植物材料  34
      1.2 种胚LOX－3表型鉴定方法  34-35
      1.3 总DNA提取(SDS法)及检测  35
      1.4 SSR标记分析  35-37
      1.5 数据处理  37
      1.6 遗传图谱的构建  37-38
      1.7 物理图谱的构建  38
      1.8 基因预测  38
    2、结果与分析  38-41
      2.1 分离群体各单株种胚LOX－3的表型结果  38
      2.2 LOX－3基因的精细定位  38-41
      2.3 基因预测  41
    3、讨论  41-45
      3.1 水稻种胚LOX－3基因的遗传分析  41-42
      3.2 分子标记的应用  42
      3.3 水稻种胚LOX－3基因的精细定位及候选基因的预测  42-43
      3.4 本研究在分子标记辅助选择育种上的应用  43-45
第三章 讨论与结论  45-51
  一、全文讨论  45-49
    1、水稻种胚LOX－3的缺失与稻谷耐储性之间的关系  45-46
    2、水稻种胚LOX－3基因缺失的等位性  46
    3、优异种胚LOX－3缺失体的筛选  46-47
    4、水稻种胚LOX－3基因的精细定位及基因预测  47-48
    5、对于水稻种胚LOX－3缺失机理的推测  48
    6、水稻种胚LOX以及其余LOX同工酶的研究  48-49
  二、全文结论  49-51
    1、水稻种胚LOX－3基因缺失的等位性  49
    2、水稻种胚LOX－3基因精细定位及基因预测  49-51
参考文献  51-60
致谢  60

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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