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野牛草性别差异相关分子标记的研究

作　者: 周莹洁
导　师: 张新全；王显国
学　校: 四川农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 野牛草雌雄异株 SRAP标记性别鉴定性别分化特异蛋白质
分类号: S543.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

野牛草[Buchloe dactyloides (Nutt.) Engelm]为禾本科野牛草属雌雄异株植物,原产于北美大草原,由于抗旱性强、养护管理费用低,已成为我国北方地区栽种最广泛的暖季型草坪草。雌雄异株植物在所有植物中的比例只占到一小部分,但却是研究植物性别决定与进化的重要材料。本论文在形态学及生物分子学研究基础上,利用SRAP标记对野牛草进行雌雄性别的分子标记研究,可为野牛草早期性别鉴定以及雌雄单株选育提供理论基础,同时利用蛋白质双向电泳技术分离性别决定前后差异蛋白质,为进一步认识野牛草性别分化机理提供有力依据。研究结果如下：(1)利用序列相关扩增多态性(SRAP)和混合分离群体分析法(BSA)方法,对野牛草雌性、雄性DNA池进行分离。在228对SRAP引物组合中有207对引物能扩增出条带,共扩增出2690条带,有19对引物组合能在雌雄DNA池之间中扩增出差异条带。其中只有引物组合ME9/EM2能扩增在单株中出特异条带,此特异条带在所有雌株中存在,而在所有雄株中缺失,分子量大约为240bp,为雌株特有条带。(2)利用蛋白质双向电泳技术,对野牛草性别决定前后花序全蛋白进行分离比较在野牛草性别决定前后,共有18个蛋白质点差异表达。其中12个蛋白质是不同发育时期,雌、雄花所共有的,仅在表达量上存在差异；4个蛋白质点在雌、雄花分化前表达,而分化后都消失；另外分别找到与野牛草雌花、雄花分化密切相关的特异蛋白质点H和N,通过分析推测蛋白质H是导致雌花中雄蕊败育的一种重要蛋白,蛋白质N则是导致雄花中雌蕊败育的重要蛋白。本论文利用SRAP分子标记在野牛草雌性植株中找到一条与性别有关的特异条带,可以用于野牛草性别鉴定。对野牛草性别决定前后花序蛋白质进行双向电泳分离比较,分离出与野牛草性别分化时雌雄花发育密切相关的蛋白质,从分子水平阐明雌雄花发育差异。鉴于野牛草是禾本科中少有的雌雄异株植物,本论文研究为植物性别分化研究提供了新材料,同时也为从分子水平上鉴定植物性别提供了新途径。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-21
  1. 文献综述  9-19
    1.1 植物性别的多态性  9
    1.2 植物性别决定机制  9-11
      1.2.2 基因平衡性别决定系统  10-11
      1.2.3 性别决定基因决定系统  11
    1.3 植物性别鉴定研究进展  11-15
      1.3.1 随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA,RAPD)标记和特征序列扩增区域(sequence characterized amplified regions,SCAR)标记  12-14
      1.3.2 扩增片断长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)标记  14-15
      1.3.3 简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)标记  15
    1.4 植物性别分化中特异蛋白质研究  15-16
    1.5 野牛草性别的研究概况  16-19
      1.5.1 野牛草性别分化比例  16-17
      1.5.2 野牛草性别形态学差异  17
      1.5.3 野牛草性别决定研究  17-19
  2. 研究背景  19-20
  3. 研究目的和意义  20-21
第二章野牛草雌性性别的SRAP标记  21-29
  1. 试验材料  21-22
    1.1 供试材料  21
    1.2 试验主要试剂  21-22
  2. 试验方法  22-24
    2.1 基因组DNA提取与检测  22-23
      2.1.1 基因组DNA提取(CTAB法)  22
      2.1.2 DNA的纯度和浓度检测  22-23
    2.2 性别DNA池的构建  23-24
    2.3 SRAP-PCR扩增  24
    2.4 PCR产物观察  24
    2.5 幼苗鉴定  24
  3. 结果与分析  24-27
    3.1 基因组DNA提取及质量检测  24-25
    3.2 SRAP标记引物筛选  25
    3.3 野牛草雌性性别的SRAP标记  25-26
    3.4 幼苗鉴定  26-27
  4. 讨论  27-29
第三章野牛草性别分化的差异蛋白质分析  29-40
  1. 试验材料  29-30
    1.1 供试材料  29
    1.2 试验主要试剂  29
    1.3 试验主要器材  29-30
  2. 试验方法  30-33
    2.1 蛋白质提取与定量  30-31
    2.2 SDS-PAGE电泳检测蛋白质提取质量  31-32
    2.3 2-DE电泳检测蛋白质提取质量  32
    2.4 第一向电泳(等电聚焦,IEF)  32
    2.5 第二向电泳(钠十二烷基的硫酸盐聚丙烯酰胺凝胶电泳,SDS-PAGE)  32-33
    2.6 硝酸银染色  33
    2.7 图像分析  33
  3. 结果与分析  33-35
    3.1 蛋白质质量SDS-PAGE检测结果  33
    3.2 蛋白质质量2-DE检测结果  33-34
    3.3 野牛草性别分化特异蛋白质2-DE电泳分析  34-35
  4. 讨论  35-40
第四章小结与展望  40-41
参考文献  41-48
致谢  48-49
攻读学位期间发表的学术论文  49
硕士期间参加科研项目  49

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