学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

小麦氮、磷相关基因克隆及染色体物理定位

作　者: 杨平
导　师: 冯宗云；凌宏清
学　校: 四川农业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 小麦氮磷相关基因基因芯片分析基因克隆染色体定位物理图谱
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

小麦是世界最主要的粮食作物之一,占世界粮食种植面积的17%,提供了大约20%的能量和蛋白质。随着高产优质小麦品种的推广和栽培措施的提高,在过去几十年中小麦产量逐年增加。为了满足人口增长对粮食的需求,到2050年小麦产量必须保证2%的年增长率。小麦产量提高伴随着化肥的大量使用,其结果不但增加了生产成本,同时也带来了严重的环境污染。提高小麦产量,减少化肥使用量和环境污染成为急需解决的问题。培育养分高效利用型小麦是解决该问题的最佳途径,其分子机制的研究至关重要。本研究借助基因芯片技术分析了小麦苗期基因的表达变化情况,通过克隆定位和电子定位构建了小麦氮、磷相关基因的染色体物理图谱,得到以下结果。1、借助基因芯片技术分析了小麦苗期不同品种、不同处理和不同组织基因的表达变化,对在低氮条件下表达强度变化3倍和在低磷条件下表达强度变化4倍的基因进行了筛选。2、克隆了48个响应低氮或者低磷信号基因的全长或者部分序列,这些基因包括酸性磷酸酶,无机磷酸酶,苹果酸酶,甘油磷酸二脂酶,SPX domain蛋白,RNase S-like蛋白前体,WRKY转录因子等直接参与氮磷代谢和调控的基因。大量测序显示这48个基因含有92个拷贝,拷贝数从1-5个不等。3、通过中国春缺四体定位,将27个基因的56个拷贝定位到相应的染色体上。借助于中国春双端体和缺失系材料,将48个拷贝定位到染色体区段,其中4个拷贝定位到着丝粒上。4、芯片分析和生物信息学分析,我们整合了小麦Unigene的序列信息,探针的表达信息和EST的定位信息,得到316个响应氮磷信号的Unigene,电子定位将这些基因定位到染色体上。5、364(48+316)个响应氮磷信号的基因,对应染色体上的1049个基因位点,911个位点分布在不同的染色体区段上。响应低氮和低磷信号的基因位点数分别为523个和797个,其中463个和676位点能够分别定位到染色体区段。6、构建了高密度的氮、磷相关基因染色体物理图谱,初步划分了小麦氮、磷相关基因贫富集区域,得到31个富集区。基因富集区域主要位于染色体末端,贫集区域分布于着丝粒两侧。我们推测,氮、磷相关基因在染色体某一区段的富集,是由于该区域基因富集造成的,并非氮磷相关基因在染色体上存在特异性分布。氮磷相关基因富集区域的进一步划分,需借助于遗传图谱或者与水稻、短柄草等近缘属种的比较基因组研究。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一部分文献综述  10-23
  1.1 高等植物氮磷营养研究  10-15
    1.1.1 高等植物中氮的吸收机制  10-11
    1.1.2 高等植物中磷的吸收机制  11-12
    1.1.3 低氮胁迫下植物形态、生理以及生化上的变化  12
    1.1.4 低磷胁迫下植物形态、生理以及生化上的变化  12-14
    1.1.5 低氮和低磷胁迫下植物氮和磷的相互关系  14-15
  1.2 小麦缺四体、双端体、缺失系的建立和遗传研究中的应用  15-20
    1.2.1 染色体数目和结构的改变  15
    1.2.2 中国春小麦缺四体、双端体、缺失系材料的选育和分子鉴定  15-17
    1.2.3 小麦缺四体、双端体和缺失系在遗传研究中的应用  17-20
  1.3 小麦氮、磷高效的研究概况  20-22
    1.3.1 土壤中的氮、磷含量  20
    1.3.2 小麦氮、磷高效的基因组研究  20-22
  1.4 研究意义和目标  22-23
第二部分材料与方法  23-30
  2.1 植物材料与种植方法  23
  2.2 实验方法  23-30
    2.2.1 小麦基因组DNA大量提取  23-24
    2.2.2 小麦RNA的提取、纯化和反转录  24-25
    2.2.3 氮、磷相关基因芯片数据分析  25
    2.2.4 氮、磷相关基因克隆、大量测序、拷贝数分型和物理定位  25-28
    2.2.5 氮、磷相关基因的生物信息分析和电子定位  28
    2.2.6 氮、磷相关基因的染色体作图,表达信息标注,基因密度计算和基因富集区域的划分  28-30
第三部分结果与分析  30-46
  3.1 小麦基因芯片分析  30-33
    3.1.1 芯片结果验证  30-31
    3.1.2 诱导表达探针的筛选  31-32
    3.1.3 相同部位相同处理条件下不同品种间的比较  32-33
  3.2 氮、磷相关基因的克隆和染色体物理定位  33-38
    3.2.1 氮、磷相关基因的克隆和拷贝数分型  33-34
    3.2.2 氮、磷相关基因的染色体定位  34-37
    3.2.3 氮、磷基因的染色体区段定位  37-38
  3.3 氮、磷相关基因的电子定位和染色体物理图构建  38-46
    3.3.1 氮、磷相关基因的电子定位  38
    3.3.2 氮、磷相关基因物理图谱构建和表达信息标注  38-44
    3.3.3 氮、磷相关基因密度和基因富集区域的初步划分  44-46
第四部分结论与讨论  46-49
参考文献  49-55
致谢  55-57
附录A 论文相关表格  57-65
附录B 氮、磷相关基因序列  65-104
附录C 常用试剂配方  104-107
硕士期间发表的论文目录  107

小麦氮、磷相关基因克隆及染色体物理定位

内容摘要

全文目录

相似论文