关于拟南芥根系发育突变体m20的》李星煜

《关于拟南芥根系发育突变体m20的》李星煜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、关于拟南芥根系发育突变体M20的植物分子遗传学初步分析李星煜11北京汇文中学指导教师:刘栋1王晶1许芸2韩铄31清华大学植物分子遗传学刘栋实验室2北京育才学校3北京汇文中学摘要根承担着植物吸收水分和无机盐、固着和支撑、合成激素等重要功能。研究植物根系发育的调控机理，无论对于基础研究还是农业生产都具有重要意义。本研究的研究对象拟南芥（Arabidopsisthaliana）是植物学中常见的模式植物，具有植株小、生长周期短、种子多、基因组小且被已完整测序等优点。M20是具有显著短根表型、能稳定遗存的拟南芥根系发育突变体。本研究对其进行细胞学观察并采用分子遗传学手段对突变基因进行粗定位

2、。细胞学观察发现拟南芥根系发育突变体M20的分生区长度、成熟区细胞长度均小于野生型拟南芥；细胞分裂活性较野生型拟南芥无明显差别。图位克隆粗定位结果显示，其短根性状为单基因突变，突变基因位于1号染色体的顶端。本研究所获得的结果将有可能为农作物根系结构改善提供理论依据和实践基础。关键词：拟南芥根系发育突变体图位克隆1引言1.1根是植物的重要器官根是维管植物体轴的地下部分，其承担着植物吸收水分和无机盐、固着和支撑、合成激素等重要功能。根分为根尖结构、初生结构和次生结构三部分。其中根尖又分为根冠、分生区、伸长区和成熟区。根生长最快的部位是伸长区。伸长区的细胞来自分生区。由根尖顶端分生组织

3、经过细胞分裂、生长和分化形成了根的成熟结构。研究植物根系发育的调控机理，无论对于基础研究还是农业生产都具有重要意义。1.2拟南芥本研究的研究对象拟南芥（Arabidopsisthaliana）是植物学中常见的模式植物，具有植株小、生长周期短、种子多、基因组小且被已完整测序等优点。拟南芥根系发育突变体M20具有显著表型并能够稳定遗存。1.3研究目的及意义由于拟南芥的众多基因与其他植物有着很高的同源性，因此对于拟南芥的研究得以广泛地应用。对于拟南芥根系发育突变体M20的研究，不仅可以在理论上阐明该突变体根系发育异常的细胞学基础、对造成性状突变的基因在染色体上进行初步定位，在实践中还可

4、能获得性状优良的遗传改造作物。1.4研究思路首先，利用显微镜比较突变体M20与野生型拟南芥分生区长度和细胞分裂活性。然后通过显微镜观察并测量突变体M20与野生型拟南芥的成熟区细胞长度。之后通过遗传杂交和运用各种分子标记完成遗传作图群体构建及突变基因初步定位。2实验材料与方法2.1植物培养相关操作2.1.1植物材料拟南芥Columbia生态型（Col）拟南芥Landsbergerecta生态型（Ler）拟南芥根系发育突变体M20（M20）2.1.2植物培养2.1.2.11/2MS培养基的配置按照附录A中表A-1配制1/2MS培养基。2.1.2.2培养方法及生长条件首先，将种子表面消

5、毒：1)计算所需种子的数量，用称量纸取到EP管中；2)在超净工作台中，加入1ml20%漂水，浸泡10-15min；3)将消毒水吸出，用无菌水洗涤3-5次；4)将无菌水吸出，加入适量0.1%agar悬浮种子；然后，将种子在1/2MS培养基中线性排列。4℃春化2天后，竖直放入23℃、长日照（16h光照，8h黑暗）、光强一般为5000-6000Lux的植物生长室中。培养用土为花卉营养土和蛭石混合而成，两者比例为1:1，需要种在土中的植物先在1/2MS培养基平板上萌发一周左右，将幼苗转移到土中。2.2细胞学观察及分析方法2.2.1分生区长度的测量将M20和Col的种子线性铺在1/2MS培

6、养基上，竖直培养。分别于生长3天、6天、9天时取两种各10棵幼苗。剪取从根的尖端区域，移至滴入HCG的载玻片上。在微分相差干涉显微镜下对分生区细胞数量进行计数，并计算平均值和标准差。2.2.2成熟区细胞长度的测量将M20和Col的种子线性铺在1/2MS培养基上，竖直培养。分别于生长4天和9天时取10棵M20幼苗和3棵Col幼苗。剪取从根的尖端区域移至载玻片上。在微分相差干涉显微镜下测量每条根上成熟区内10个细胞长度并取平均值及标准差。2.2.2分生区细胞分裂活性的观察将M20与含有Cyclin-B的标记植株杂交，取F1代种子分别在P+和P-上培养。取F2代植株根的尖端区域移至载玻

7、片上，在微分相差干涉显微镜下观察蓝色区域深浅程度及面积。2.3图位克隆图位克隆技术是通过分析突变位点与已知分子标记的连锁关系来确定突变表型的遗传基础。随着拟南芥基因组测序工作的完成，已经有很多的分子标记可以用于图位克隆。目前，适用最广泛的分子标记主要是简单序列长度多态性（simplesequencelengthpolymorphisms,SSLP）以及酶切扩增多态性（cleavedamplifiedlengthpolymorphicsequences,CAPS）。它们都是基于PC