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【6h】

新型水稻57H突变体胚乳储藏蛋白质性状的表征鉴定与遗传分析

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目录

摘要

第一章 前言

1.1 水稻种质资源的发掘

1.2 水稻种子储藏蛋白质的研究进展

1.3 储藏蛋白质遗传资源的开发与利用现状

1.4 本研究的目的意义

第二章 已发掘水稻57H突变体胚乳储藏蛋白性状的表征鉴定

2.1 引言

2.2 材料和方法

2.2.1 种质材料

2.2.2 实验仪器

2.2.3 实验试剂

2.2.4 实验方法

2.3 结果

2.3.1 已发掘水稻57H突变体胚乳储藏蛋白质性状的遗传稳定性解析

2.3.2 已发掘水稻57H突变体胚乳储藏蛋白质性状的SDS-PAGE分析

2.3.3 已发掘水稻57H突变体胚乳储藏蛋白质的免疫印染分析

2.4 讨论

2.4.1 遗传机制研究的多样素材

2.4.2 营养品质育种研究的多样素材

第三章 新型水稻57H突变体胚乳储藏蛋白质性状的遗传分析

3.1 引言

3.2 材料和方法

3.2.1 种质材料

3.2.2 实验仪器

3.2.3 实验试剂

3.2.4 实验方法

3.3 结果

3.3.1 新型水稻57H突变体胚乳储藏蛋白质性状的遗传式样解析

3.3.2 新型水稻57H突变体胚乳储藏蛋白质性状的等位性试验

3.4 讨论

第四章 结论

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

个人简况及联系方式

声明

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摘要

水稻种子是在多样领域中被广泛利用的重要蛋白资源。谷蛋白与醇溶蛋白是水稻种子蛋白的主要成分。在发育的水稻种子中,谷蛋白以57kDa前体在胚乳细胞内质网被合成后,经过或者避开高尔基体,进入液泡,在液泡内被内切成成熟型的40kDa酸性与20kDa碱性组分,最终蓄积成液泡型蛋白体;13-14 kDa醇溶蛋白在内质网被合成后,蓄积成内质网衍生的蛋白体。蓄积的蛋白对水稻蛋白的营养品质起着决定性作用。多样的水稻储藏蛋白遗传资源的开发利用,对水稻蛋白营养品质的遗传育种研究具有重要意义。谷蛋白前体高量增加的57H突变体是研究水稻储藏蛋白合成蓄积机制的理想材料。4个导致成熟型谷蛋白显著减少的57H变异已被表明是调控储藏蛋白蓄积的基因突变。然而,全面阐明水稻储藏蛋白合成蓄积的遗传机制是一项长期的系统工程,为此,有必要开发并解析更加多样的57H突变体。
  本实验室的前期研究中,新近发掘并获得了57 kDa多肽链高量增加的系列突变体。与野生型水稻品种(辽盐6号)相比,4份突变体显示了57 kDa多肽链的显著增加。在本研究,采用SDS-PAGE技术,对这4份突变体的2代自交后代的种子全蛋白进行了分析,确证其中2份突变体兼具57 kDa多肽链高量增加与13 kDa多肽链缺失的可遗传性状、第3份突变体仅具有57 kDa多肽链高量增加的可遗传性状、第4份突变体具有57 kDa多肽链大量增加与40 kDa/20 kDa多肽链显著减少的可遗传性状,基于此,将其分别命名为gph1、gph2、Gph3、gph4;采用SDS-PAGE与免疫印染技术,对4份57H突变体的储藏蛋白性状进行了表征鉴定,结果显示gph1与gph2兼具谷蛋白前体高量增加与13 kDa醇溶蛋白缺失的性状、Gph3仅具谷蛋白前体高量增加的性状、gph4具有谷蛋白前体大量增加与成熟型谷蛋白显著减少的性状,这些结果表明gph1、gph2、Gph3是具有不同于已报道57H性状的新型57H突变体;为了探究新的57H变异信息,通过分析新型突变体与辽盐6号、已报道57H突变体间杂交的F1与F2种子储藏蛋白的SDS-PAGE表型,进行了遗传分析,结果表明gph1与Gph3性状分别起因于1个新的57H非等位基因变异,前者变异对谷蛋白前体的增加具有剂量效应、后者变异是一个显性突变。这两个变异可能是调控水稻谷蛋白合成表达的基因突变、并影响储藏蛋白的蓄积状态,其定位克隆与机能解析有望促进该类蛋白合成表达遗传调控机制的全面阐明以及水稻蛋白营养品质多样化育种目标的实现。

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