【精品】核农学论文

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1、核农学一一核辐射诱变育种技术及其应用学院：农学院专业班级：种子科学与工程111班姓名：何坤辉学号：2011010203摘要：核辐射诱变育种技术是多样的，在农业中的应用也是多方面的。所以，在这里我只列出一项核辐射诱变育种技术：“定向诱导基因组局部突变技术”进行分析说明。定向诱导基因组局部突变技术是一种全新的、高通量和低成本反向遗传学研究方法。近年来，随着突变筛选技术的革新，该技术平台日趋多元化，使得该技术的操作更为简单、快速，并广泛应用于作物育种研究领域。木文章主要对该技术平台的最新发展动态进行简要介绍，对辐射诱变处理与该技术高通量筛选相结合在诱变育种中的应用前景加以分析。

2、关键词：定向诱导基因组局部突变技术；高分辨率溶解曲线；辐射诱变育种引言：随着多种模式生物基因组DNA测序的完成.基因组学进入了以研究基因功能为目标的后基因组时代，而功能基因组学已经成为植物科学研究的主流。反向遗传学是功能基因组学的重要组成部分。反义RNA技术、RNAi和DNA插入突变是反向遗传学常用技术。但这些技术都存在不可预知性和危险性等不利因素，同时，因为这些技术均需耗吋的转基因和组织培养，从而使这些技术在反向遗传学的应用中受到极大限制。定向诱导基因组局部突变技术是由美国FredHutchinson癌症研究中心StevenHenikof领导的研究小组发展起來的，一种全

3、新的、高通量和低成本的反向遗传学研究方法。自2000在模式生物拟南芥中应用以来，已经成功地应用于多种生物中。随着研究的深入，该技术平台也在多样化。本文归纳了近年来该技术平台的发展以及最新动态的资料，并对其发展前景进行估测。定向诱导基因组局部突变技术的基本路线当前最为成熟和应用最为广泛的该技术平台是基于酶切以及双色红外荧光检测系统的技术平台，下面以此平台为例对该技术的原理和基本路线进行介绍：①用适当浓度的化学诱变剂甲基磺酸乙酯处理种子，产生一系列的点突变位点；②种植诱变后的种子培养弋植株，M1植株自交产生M2代种子;③培养M2代植株并提取其总DNA,存放于96孔板，形成DN

4、A库，并收取种子形成种子库；④将若干个96孔板DNA合并到一个96孔板，形成DNA池；⑤根据感兴趣的基因序列信息，设计带有红外荧光标记的特异引物进行多聚酶链式反应扩增；@PCR产物经多次变性、复性，在含有突变位点处形成异源杂合双链;⑦酶切，用特杲性核酸内切酶酶切杲源双链;Jiff⑧酶切产物电泳分析;jiff⑨利用相同方法从突变池中筛选突变个体；⑩突变个体PCR片段测序；⑪调出位点变异对应的突变单株的种子，种植M3代，从表型上验证变异，故终揭示该基因的生物学功能。定向诱导基因组局部突变技术平台的发展随着各种筛选技术的不断革新，该技术平台日趋多元化，各种技术平台的区别主要体现

5、在异源杂合双链的检测手段方面。虽然，目前以基于酶切和双色红外检测系统的技术最为成熟和应用最为广泛，但是由于CELI酶的分离步骤繁多和耗时长，商品价格昂贵，使得大规模应用的成本难以承受。于是，近年来越来越多的筛选技术逐渐引入该技术平台中，如焦磷酸测序技术、基质辅助激光解吸电离飞行吋间质谱技术、构象敏感毛细凝胶电泳技术，以及高分辨率溶解曲线技术。常用的几种筛选突变的方法都需耍经过PCR这一过程。HRM技术在PCR扩增后即可直接用来分析样品，不需要样品的分离纯化，因而可以降低分离纯化过程中所带来的样品污染的可能性，同时也能大大减少工作量。而在众多的新型检测手段中，以HRM技术发

6、展潜力最大。HRM原理及特点HRM技术是2002年由美国犹他大学和爱徳华科技公司合作开发而成，是应用于突变扫描和基因分型的最新遗传学分析方法。其基本原理是：利用饱和荧光染料LCGreen标记DNA双链，由于突变位点碱基的不匹配会导致双链DNA在升温过程中会先解开，荧光染料会从局部解链的DMA分子上释放，因而从荧光强度与DMA溶解曲线就可以判断突变位点是否存在。HRM技术不受突变碱基位点与类型的局限，无需序列特异性探针，在PCR结束后直接运行高分辨熔解，即可完成对样品基因型的分析。该技术的优点主耍有：①快速、高通量；②准确性好、灵敏度高、特异性好；③重复性接近100%；④费

7、用低；⑤染料探针在PCR前加入，不需要后续的分离纯化，而且染料的加入不影响后续的测序工作，实现了真正的闭管操作；⑥只需将PCR产物放入仪器内检测即可。个体化定向诱导基因组局部突变技术2010年Bush和KrysoQ在HRM技术平台的基础上对传统定向诱导基因组局部突变技术进行了改进，建立起了一个名为个体化定向诱导基因组局部突变技术的技术以减少突变筛选的成本。个体化定向诱导基因组局部突变技术与传统的定向诱导基因组局部突变技术相比，其最突出的特点主要体现在以下两个方面：①Ml代种子口交后得到M2代种子，M2代种子可以整体收获，而不是