本書以一份“麥稻”特異水稻新材料,開展了相關研究。首先分析麥稻的典型表型,之后分析克隆了其候選基因;分析了OsMADS1Olr突變位點與麥稻表型在代表性水稻材料中的關聯性、其突變位點處的氨基酸保守性以及其qRT-PCR表達譜;利用OsMADS1Olr過表達植株和OsMADS1-RNAi植株,驗證并解析OsMADS1基因調控水稻粒型的功能;研究了OsMADS1基因對稻米外觀品質與貯藏蛋白含量的調控功能,為OsMADS1在水稻粒型與品質分子育種中具有重要的應用潛力與價值提供了科學依據并奠定了一定科研基礎。
李鵬慧,女,博士,助理研究員,河南輝縣人。2013年6月畢業(yè)于西北農林科技大學園藝學,獲理學學士學位。2016年6月畢業(yè)于華中農業(yè)大學園藝學院,獲理學碩士學位。2020年12月畢業(yè)于中國科學院成都生物研究所植物學。于2021年9月來中國農業(yè)科學院農田灌溉研究所工作。主要研究方向為外源調控物質調控作物逆境脅迫的分子機制和作物控水增質的品質研究。本人圍繞外源物質對作物逆境脅迫的調節(jié)以及作物控水提質增效開展研究,目前主持河南省科技攻關項目和中國農業(yè)科學院基本科研業(yè)務費專項等課題2項。
1 緒論
1.1 水稻粒型的調控研究進展
1.1.1 水稻粒型的遺傳概況
1.1.2 水稻粒型的調控機制研究進展
1.2 稻米淀粉和貯藏蛋白的調控研究進展 1
1.2.1 稻米淀粉和貯藏蛋白概況
1.2.2 稻米淀粉的調控研究概況
1.2.3 稻米貯藏蛋白的調控研究進展
1.3 水稻OsMADS1基因的研究進展
1.3.1 OsMADS1基因調控花發(fā)育的研究進展
1.3.2 OsMADS1基因調控谷粒發(fā)育的研究進展
1.4 本研究的目的意義
2 麥稻的典型表型鑒定與分析
2.1 材料
2.2 方法
2.2.1 水稻材料種植
2.2.2 水稻種子性狀調查與數據統(tǒng)計
2.2.3 水稻花結構的解剖觀察與石蠟切片觀察
2.2.4 水稻幼花的掃描電鏡觀察與解剖鏡觀察
2.2.5 水稻花粉育性與花粉萌發(fā)率分析
2.3 結果與分析
2.3.1 “麥稻”命名的由來
2.3.2 麥稻的典型形態(tài)特征
2.3.3 麥稻內外稃的組織細胞學分析
2.3.4 麥稻內外稃形態(tài)發(fā)育觀察分析
2.3.5 麥稻花器官形態(tài)結構變異觀察分析
2.3.6 麥稻配子體育性與小穗育性觀察分析
2.4 討論
3 麥稻候選基因OsMADS1的克隆
3.1 材料
3.2 方法
3.2.1 水稻材料種植
3.2.2 遺傳分離群體的構建
3.2.3 目標基因的圖位克隆
3.2.4 目的基因的MBS分析
3.3 結果與分析
3.3.1 麥稻表型的遺傳分析
3.3.2 麥稻調控基因OsMADS1的圖位克隆
3.3.3 麥稻調控基因OsMADS1的MBS驗證分析
3.4 討論
4 OsMADS1基因的功能預測與表達分析
4.1 材料
4.2 方法
4.2.1 OsMADS1基因突變位點與表型關聯性分析
4.2.2 OsMADS1Olr蛋白突變位點處氨基酸的保守性分析
4.2.3 OsMADS1基因的qRT-PCR表達譜分析
4.2.4 OsMADS1基因的組織特異性表達分析
4.3 結果與分析
4.3.1 OsMADS1基因突變位點與麥稻表型的關聯性分析
4.3.2 OsMADS1Olr蛋白突變位點處的氨基酸保守性分析
4.3.3 OsMADS1與OsMADS1Olr基因的表達譜及OsMADS1的組織特異性表達
4.4 討論
5 OsMADS1基因調控水稻粒型的功能解析
5.1 材料
5.2 方法
5.2.1 轉基因載體構建和遺傳轉化
5.2.2 qRT-PCR、RT-PCR及測序分析
5.3 結果與分析
5.3.1 OsMADS1Olr基因過表達功能驗證分析
5.3.2 OsMADS1基因的RNAi功能驗證
5.3.3 谷粒發(fā)育調控代表性基因的表達分析
5.4 討論
6 OsMADS1基因對稻米外觀品質和貯藏蛋白的調控功能研究
6.1 材料
6.2 方法
6.2.1 種子灌漿過程干物質動態(tài)積累曲線測定
6.2.2 稻米品質測定
6.2.3 比較轉錄組分析
6.2.4 差異表達基因熱圖分析
6.2.5 代表性差異表達基因qRT-PCR驗證分析
6.2.6 pOsOle18::OsMADS1-RNAi種子特異性干擾載體的構建及遺傳轉化
6.3 結果與分析
6.3.1 麥稻種子干物質積累動態(tài)分析 7
6.3.2 麥稻稻米外觀品質分析
6.3.3 麥稻稻米淀粉結構觀察分析
6.3.4 麥稻稻米淀粉和貯藏蛋白含量測定分析
6.3.5 麥稻糙米、精米和米糠的貯藏蛋白含量測定分析
6.3.6 麥稻與日本晴中貯藏蛋白合成與轉運途徑相關調控基因的差異表達分析
6.3.7 轉基因水稻中稻米貯藏蛋白含量測定分析
6.4 討論
7 結論與展望
附錄
參考文獻