一个水稻温敏感叶色突变体tcd31的图位克隆与功能分析

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1、学校代码：10270分类号：Q3学号：152200862硕士学位论文一个水稻温敏感叶色突变体tcd31的图位克隆与功能分析学院：生命与环境科学学院专业：遗传学研究方向：基因定位与分子克隆研究生姓名：王妍斌指导教师：董彦君完成日期：2018年5月Mappingcloningandfunctionanalysisofaricetemperaturesensitiveleafcolormutanttcd31(OryzasativaL.)ByWangYanbinAdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequ

2、irementsforthedegreeofmasterofscienceswiththemajorofGeneticsSupervisedbyProf.DongYanjunShanghaiNormalUniversityShanghai,People’sRepublicofChinaMay2018上海师范大学硕士学位论文摘要摘要外界环境温度的变化，会对叶绿体的正常发育或叶绿素的正常合成造成影响，最终导致叶绿体的发育缺陷或功能缺失。本研究的实验材料是粳稻品种（嘉花1号）经60Coγ射线诱变处理获得的水稻低温敏感叶色突变体tcd31（thermo-sens

3、itivechloroplastdefect31），对其表型的分析、图位克隆、生物信息学的分析和相关功能分析的验证，得出以下结论：1．tcd31突变体苗期叶色表型分析，20℃时tcd31表现为白化表型；24℃时表现为黄绿表型；28℃时表现为绿色表型；而在32℃时其表型野生型的表型无明显的差异。2．20℃和32℃下tcd31三叶期光合色素含量分析，发现tcd31的突变表型与光合色素的含量有关。在外界温度为20℃时，tcd31的光合色素含量与野生型相比有十分明显的下降，当外界温度变为32℃时，其光合色素的含量与野生型无明显差异。3．对突变体tcd31的F2代

4、杂交群体遗传分析发现，tcd31的突变性状是由一个隐性基因引起的。4．用图位克隆技术将突变体tcd31定位在第3号染色体的InDel分子标记ID25511和ID25545之间的34kb的区域内，对该范围的候选基因进行测序分析发现。LOC_Os03g45180（TCD31）发生改变。推测LOC_Os03g45180为突变基因。5．将TCD31所编码的氨基酸序列进行保守性分析，发现它的碱基序列在不同的高等植物中，具有较高的保守性。并发现TCD31氨基酸序列与单子叶植物的亲缘性关系较近，而与双子叶植物的亲缘性关系较远。6．对tcd31突变体在高低温条件下，与叶

5、绿素合成、光合作用、叶绿体发育相关基因转录水平的表达进行分析：显示TCD31可能通过参与核糖体的组装来影响低温条件下叶绿体的发育，该基因的突变导致叶绿体发育的缓慢，影响叶绿素含量的累积和光合作用，导致产生白化表型。在高温时，与野生型无太大差异。说明TCD31基因是一个在低温情况下必需的基因。本实验为基因TCD31的研究，提供理论基础，对TCD31的功能分析和研究机制提供了一些新的思路。关键词：水稻；低温敏感叶色突变；叶绿体发育；图位克隆3摘要上海师范大学硕士学位论文4ShanghaiNormalUniversityMasterofPhilosophyAb

6、stractAbstractThechangesinambienttemperaturewillaffectthenormaldevelopmentofchloroplastorthenormalsynthesisofchlorophyll,whicheventuallyleadstodefectinthechloroplastdevelopmentordeficiencyofthechloroplast.Theexperimentalmaterialofthisstudyisaricelowtemperaturesensitivealbinomutan

7、ttcd31(thermo-sensitivechloroplastdefect31)obtainedby60Coγmutationtreatmentofthejaponicaricevariety(JiaHuaNo.1).Thefollowingconclusionsaredrawnasfollows:analysisofphenotypic,graphiccloning,bioinformaticsanalysisandrelatedfunctionalanalysis.1．Theanalysisofleafcolorphenotypesoftcd3

8、1mutantsattheseedlingstage，at20℃tcd31isa