玉米耐低钾基因型筛选体系的建立

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1、研研究生学位论文题目作者姓名吉林大学分类号：单位代码：10183研究生学号：200XXXXXXX密级：（以上为宋体加粗小四号字）吉林大学硕士学位论文玉米耐低钾基因型筛选体系的建立Maizeresistanttolowpotassiumgenotypescreeningsystem作者姓名：专业：研究方向：指导教师：培养单位：年月硕士学位论文扉页书写格式—————————————————————玉米耐低钾基因型筛选体系的建立—————————————————————Maizeresistanttolowpotassiumgenotypescreeningsystem作者姓名：

2、专业名称：指导教师：学位类别：答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明

3、的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日摘要我国是农业大国，为了更好的解决粮食作物问题，需要弥补农作物吸收钾肥不足的问题。虽然我国耕地中的土壤含钾量较高，但真正能够被植物吸收的比例却很少，尤其是随着农作物产量的提高，土壤中的钾含量会逐步减少，进而使土壤缺钾的情况越发严重。为了更好的解决这一问题，传统的办法会通过对土壤施加更多的氮肥来提高土壤中钾元素含量。我国虽然是农业大国但钾肥资源不足，农业所用的钾肥需要大量从国外进口，但随着进口钾肥价格上涨，增加了我国使用进口钾肥的压力，所以如果按照传统施用钾肥的方式来进行农作，不仅增加了巨大的成本开支，而且对环境势必会造成一

4、定影响，这样既不经济也不环保的做法不能满足时代的需要。为了解决我国钾肥紧张的问题，农业部经过了不懈的努力研究出从基因角度改变农作物的遗传性质问题，利用科学、合理的方法筛选优秀玉米品种，从而使玉米在低钾的土壤中也能够很好的生长，这种对农作物改良的新型培育方法对粮食产量具有重要的意义。本实验利用水培实验建立一个科学、简单、方便、高效的玉米筛选低钾基因的办法，将筛选出的耐低钾基因的玉米基因和对钾基因敏感的基因以及低钾胁迫下吸钾量和吸钾指数的测定和低钾胁迫下玉米生育时期的确定进行研究，分析玉米耐钾基因的生理机制，从而为遗传提供必要的参考依据。利用RT-PCR克隆技术，克隆了玉米Zm

5、HAK1基因，并且采用Gateway克隆技术构建植物筛选的载体，从而为后续的玉米基因研究和培育耐钾玉米品种做铺垫，具体的研究成果如下。1.钾吸收相关基因的研究提高农作物对土壤钾离子运输的水平和利用钾离子通道等多种途径可以实现对农作物钾基因的营养改良。本实验使用RT-PCR克隆技术和Gateway系统构建植物表达载体，以此为提高玉米吸收钾量奠定基础。本实验从玉米中克隆了四个钾离子运输基因。通过TD-PCR技术克隆了玉米的基因脱氧核糖核酸序列，其中进行编码的蛋白质包括781个氨基酸，预测有13个跨膜结构域。ZmHAKl是钾离子运输基因的一种，对植物对钾的吸收有积极的作用。通过系

6、统的分析ZmHAKl得出其与HvHAKl具有较近的亲缘关系，预示其具有相似的特征，在使用半定量PCR对ZmHAKl基因进行表达时，得出结果ZmHAKl基因能够表达组织特性，在其根部表达，并且受到低钾胁迫的表达。2.玉米耐低钾基因筛选研究VII通过对低钾土壤的水培实验研究分析，得出如下的结果：对玉米的幼苗期进行进行水培实验中筛选出耐低钾基因的最佳生育期是六叶期，此时钾浓度为0.1mmol/L，筛选的标准是钾利用比例要高于吸钾量。经过实验筛选得到蠡玉13、吉单27、锦玉28为较耐低钾玉米基因型，郁青281、宁玉309和先玉335为钾相对敏感的基因型。1.耐低钾玉米基因型的遗传研

7、究将筛选出的耐低钾基因和父母本为探索耐低钾玉米基因型遗传的研究对象。在试验中需要对各个基因型吸收钾基因的能力和生理特性进行探索，结果显示：耐低钾基因的玉米与对钾基因敏感的玉米相比，根系体积较大，根系总体的吸收面积大。在实验中，随着钾浓度的下降，耐低钾基因玉米叶片活性和相应的降低，与对钾基因敏感的玉米相比更能适应钾浓度下降对作物带来的不利影响。在对钾进行吸收动力学的研究中可以看到，耐低钾基因玉米具有较大的体积和较小的重量，能够在较短的时间里使玉米对钾元素的吸收达到平衡。玉米在低钾的环境下通过植物的根系运输土壤中的钾离