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⁶⁰Co辐照处理对水稻育性的效应研究

作　者: 海博
导　师: 周瑞阳
学　校: 广西大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 水稻雄性不育 60Co辐照出苗率败育类型 SCoT分子标记
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

提高农作物产量的重要手段之一是杂种优势的利用,杂种优势能够有效利用的基础是雄性不育性。雄性不育可由自然突变产生,也可通过理化诱变培育。辐射处理诱变是产生雄性不育突变的最有效手段之一,本研究目的是利用60Co辐射处理,经轮回选择筛选性状优良的雄性不育突变株,为雄性不育系的选育提供基础。并利用新型分子标记技术,ScoT分子标记技术,研究不育突变体与野生型之间的多态性。本课题以本课题组的一些水稻材料,利用60Co辐照处理,通过世代选择,筛选出典败型、圆败型、染败型以及无花粉型不育突变体,研究通过辐射诱变产生的败育类型的性状表现、生理生化指标的变化规律以及DNA水平的差异。主要结论如下：1、60Co辐照处理后,各个材料出苗率大大降低。随着种植世代的增加,辐照后代的出苗率逐渐恢复,辐照M3代的平均出苗率为92.5%,和对照材料无明显差异。不同材料对辐照处理的敏感性不同,不同材料的不育率不尽不同。辐照后代农艺性状的变异系数都比野生型大,并且突变频率存在差异。2、60Co辐照处理后,M4代筛选的雄性不育突变体的不育类型多样,其中典败圆败混合败育型和典败型居多,分别占总不育突变体的44.76%和34.29%,圆败型9.52%、典败圆败染败混合败育型为5.71%,无花粉型最少,为4.76%,且后代败育育性类型的发生变化。3、生理生化指标实验表明：辐照不育突变体叶片的SOD、可溶性蛋白均低于野生型；而POD、MDA、可溶性糖高于野生型。不同败育类型的不育突变体之间的生理生化指标没有规律性差异。4、利用SCoT分子标记技术研究辐照不育突变体与野生型基因组之间的多态性,从20条引物中筛选出扩增结果稳定、条带清晰和有多态性的引物7条,扩增出多态性位点57个。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 前言  10-21
  1.1 概述  10-11
    1.1.1 水稻杂种优势研究的历史  11
    1.1.2 水稻杂种优势利用的现状  11
  1.2 水稻雄性不育的分类及遗传机理  11-14
    1.2.1 水稻雄性不育的分类  12-13
    1.2.2 水稻雄性不育的遗传机理  13-14
      1.2.2.1 水稻细胞核雄性不育的遗传机理  13
      1.2.2.2 水稻细胞质雄性不育的遗传机理  13-14
  1.3 雄性不育的诱发及突变体的选育  14-18
    1.3.1 雄性不育的诱发  14-16
    1.3.2 水稻轮回选择育种  16-17
    1.3.3 雄性不育突变体的鉴别与选育  17-18
  1.4 水稻雄性不育的生理生化基础  18-20
    1.4.1 氨基酸与水稻雄性不育的关系  18
    1.4.2 酶活性与水稻雄性不育的关系  18-20
      1.4.2.1 过氧化物酶(peroxidase,POD)含量与水稻雄性不育的关系  19
      1.4.2.2 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)含量与水稻雄性不育的关系  19-20
  1.5 目标起始密码子多态性(SCOT)标记技术  20-21
    1.5.1 SCoT标记产生原理及引物设计  20-21
    1.5.2 SCoT分子标记技术的特点  21
  1.6 研究目的与意义  21
2 材料与方法  21-28
  2.1 供试材料及诱变处理  21-22
  2.2 田间实验方案  22
  2.3 不育花粉形态观察与育性鉴定  22
  2.4 生理生化指标的测定  22-25
    2.4.1 过氧化物酶(POD)活性测定  23
    2.4.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性  23-24
    2.4.3 可溶性蛋白含量测定  24
    2.4.4 丙二醛(MDA)的测定  24
    2.4.5 脯氨酸含量的测定  24-25
    2.4.6 可溶性糖含量的测定  25
  2.5 SCoT分子标记多态性检测  25-28
    2.5.1 实验材料  25
    2.5.2 水稻基因组DNA的提取方法  25-26
    2.5.3 水稻基因组DNA的检测  26
    2.5.4 PCR反应体系的建立  26-27
    2.5.5 SCoT-PCR产物的电泳检测  27-28
3 结果与分析  28-56
  3.1 ~(60)Co辐照处理对水稻种子田间出苗率的影响  28-29
  3.2 雄性不育突变体及其后代育性分离  29-31
  3.3 各世代不育率调查  31-34
  3.4 辐照诱变水稻M4代主要农艺性状调查  34-36
  3.5 辐照诱变水稻M4代农艺性状的突变频率  36-37
  3.6 ~(60)Co辐射筛选出雄性不育突变体败育花粉观察  37-39
  3.7 M4、M5代不育突变体类型情况调查  39-44
  3.8 不同败育类型生理生化指标分析  44-50
    3.8.1 过氧化物酶(peroxidase,POD)差异分析  44-45
    3.8.2 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)差异分析  45-46
    3.8.3 丙二醛(MDA)差异分析  46-47
    3.8.4 脯氨酸差异分析  47-48
    3.8.5 可溶性蛋白差异分析  48-49
    3.8.6 可溶性糖差异分析  49-50
  3.9 提取DNA的检测  50-51
  3.10 分子标记多态性检测  51-56
    3.10.1 分子标记HB-3对辐射不育突变体分子多态性检测  52-53
    3.10.2 分子标记HB-6对辐射不育突变体分子多态性检测  53
    3.10.3 分子标记HB-8对辐射不育突变体分子多态性检测  53-54
    3.10.4 分子标记HB-10对辐射不育突变体分子多态性检测  54
    3.10.5 分子标记HB-14对辐射不育突变体分子多态性检测  54-55
    3.10.6 分子标记HB-15对辐射不育突变体分子多态性检测  55-56
    3.10.7 分子标记HB-18对辐射不育突变体分子多态性检测  56
4 结论与讨论  56-60
  4.1 结论  56-57
    4.1.1 ~(60)Co辐照后代出苗率的变化  56
    4.1.2 ~(60)Co辐照处理各世代不育率统计  56-57
    4.1.3 ~(60)Co辐照M4代主要农艺性状调查  57
    4.1.4 ~(60)Co辐照诱变不育突变体生理生化基础  57
    4.1.5 SCoT分子标记多态性检测  57
  4.2 讨论  57-60
    4.2.1 辐射诱变性状变异方向问题  57-58
    4.2.2 ~(60)Co辐照诱变不育突变体生理生化基础  58
    4.2.3 SCoT分子标记多态性检测  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-66

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