青狐尾草zebra突變體分析及SvSBPase基因的克隆、遺傳轉(zhuǎn)化.pdf

1、高等植物光合途徑分為C3、C4、CAM三種類型,大量糧食作物都是C3光合模式,C4較C3植物光合效率高。C4光合途徑利用解剖學(xué)的特殊結(jié)構(gòu),通過一系列生物生化反應(yīng)在羧化酶Rubisco周圍濃縮CO2,能夠在高溫、高光強(qiáng)以及低CO2的環(huán)境中生長(zhǎng)。在C3植物中增加C4光合特性可能是提高產(chǎn)量的有效途徑。
　　近年來(lái),C4光合研究成為熱點(diǎn)。我們選擇一種前沿的模式植物——青狐尾草(Setaria viridis)作為研究材料,它是單子葉禾本科

2、C4植物,有著明顯的優(yōu)勢(shì):(1)植株矮小;(2)生長(zhǎng)周期短;(3)單株種子產(chǎn)量高等。本文通過正向遺傳學(xué)及反向遺傳學(xué)的研究方法對(duì)青狐尾草進(jìn)行光合方面的研究。本論文的一項(xiàng)工作是通過γ射線以及EMS誘變青狐尾草種子并在大田中進(jìn)行光合作用相關(guān)突變體的篩選。在青狐尾草突變體庫(kù)的篩選過程中獲得了一個(gè)突變體——zebra,該突變體表型是葉片在垂直于葉脈方向具有黃綠相間的條紋,在實(shí)驗(yàn)室中種植多代,得到了純合體植株。在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下對(duì)突變體進(jìn)行了一系列

3、的分析,包括探究突變體表型出現(xiàn)的條件、超微結(jié)構(gòu)的研究以及突變體光合數(shù)據(jù)的測(cè)定等。嘗試了突變體與野生型的雜交實(shí)驗(yàn),為進(jìn)一步的基因定位打下基礎(chǔ)。另外,本文也對(duì)可能引起突變體表型的多對(duì)基因進(jìn)行了體外擴(kuò)增及測(cè)序,以期尋找突變基因。
　　卡爾文循環(huán)(Calvin cycle),是光合作用暗反應(yīng)的部分,是碳固定的主要途徑,也是決定植物生長(zhǎng)以及作物產(chǎn)量的主要因素?？栁难h(huán)主要分為CO2的固定過程、碳化合物的還原過程、1,5-二磷酸核酮糖(Ru

4、BP)再生過程三個(gè)階段。景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)在RuBP再生過程中起著重要的作用,它處于一個(gè)重要的催化過程分支上,既可以控制碳元素合成淀粉、葡萄糖,也可以控制碳元素進(jìn)入RuBP的再生過程。本論文首先克隆得到了SBPase基因的cDNA,構(gòu)建了SBPase基因過量表達(dá)及沉默載體,并利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化青狐尾草對(duì)SBPase進(jìn)行功能研究。論文通過兩種方法進(jìn)行青狐尾草轉(zhuǎn)化,一種方法是誘導(dǎo)青狐尾草種子產(chǎn)生愈傷組織,利用農(nóng)桿菌浸