玉米DNA誘導(dǎo)的18種水稻變異材料特異DNA條帶序列分析.pdf

1、本研究室利用水稻遠緣分子雜交技術(shù)，將裸露的玉米基因組DNA片段直接導(dǎo)入受體水稻細胞中，獲得了一批變異材料。本文選取18個具有特異性狀的（植株高大、紫色莖桿、紫色葉鞘、紫芒、氣生根等）水稻變異材料，利用AFLP分子標(biāo)記技術(shù)對其進行DNA多態(tài)性研究，發(fā)現(xiàn)新的DNA條帶，并對其序列進行分析，揭示引起DNA變異的熱突變堿基和熱突變位點，為玉米DNA誘導(dǎo)水稻變異提供理論數(shù)據(jù)。
　　首先，通過AFLP分子標(biāo)記技術(shù)對變異材料進行多態(tài)性分析。利用

2、本實驗室從64對引物中篩選的24對多態(tài)性好的引物(P1M1、P1M2、P1M3、P1M8、P2M3、P2M5、P3M6、P4M4、P4M5、P5M3、P5M8、P6M1、P6M2、P6M4、P6M5、P6M6、P6M8、P7M1、P7M6、P8M1、P8M3、P8M4、P8M5、P8M8)對18個變異材料進行PCR擴增和AFLP指紋圖譜分析。結(jié)果顯示:18個水稻變異材料A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、

3、R與對照水稻之間的AFLP擴增圖譜差異率分別為:13.0％、14.9％、13.7％、11.9％、11.7％、12.3％、13.0％、16.7％、9.8％、13.8％、14.1％、13.6％、13.1％、13.2％、9.0％、11.8％、14.5％、13.9％，表明變異材料與水稻對照的AFLP指紋圖譜出現(xiàn)顯著差異，這種差異可能是由于玉米基因組導(dǎo)入引起的。
　　對AFLP指紋圖譜118個差異條帶進行克隆測序，共檢測到15396個堿基，

4、經(jīng)DNAMAN生物信息學(xué)軟件比對分析，發(fā)現(xiàn)有308個堿基發(fā)生了突變，突變頻率為2.00％。其中，單堿基突變發(fā)生了281處，雙堿基突變發(fā)生了6處，連續(xù)三堿基突變發(fā)生了2處，連續(xù)四、五堿基突變各發(fā)生了1處，它們分別占堿基突變的比例為96.56％、2.06％、0.69％、0.34％、0.34％，說明玉米DNA誘導(dǎo)的水稻堿基突變主要是單堿基突變，單堿基突變頻率顯著高于雙堿基突變頻率和連續(xù)多堿基突變頻率。
　　通過對發(fā)生突變的堿基類型分析發(fā)

5、現(xiàn)，發(fā)生堿基轉(zhuǎn)換的頻次最多，出現(xiàn)了165次，其次為堿基顛換，出現(xiàn)了97次，堿基缺失和插入分別出現(xiàn)24次和22次。它們占總堿基突變的比例分別為53.57％、31.49％、7.79％和7.14％。說明玉米DNA誘導(dǎo)的水稻變異材料中堿基突變類型發(fā)生頻率從高到低依次為“堿基轉(zhuǎn)換＞堿基顛換＞堿基缺失＞堿基插入”。在堿基轉(zhuǎn)換中，4種轉(zhuǎn)換類別G→A、C→T、T→C和A→G占總堿基突變的頻率分別是15.58％、14.29％、12.01％和11.69％，

6、堿基轉(zhuǎn)換發(fā)生頻率依次為“G→A＞C→T＞T→C＞A→G”。在堿基顛換中，8種堿基顛換類別T→A、A→T、C→A、G→C、C→G、T→G、G→T和A→C占總堿基突變的頻率分別是7.79％、6.17％、4.55％、3.90％、2.60％、2.60％、1.95％和1.95％，堿基顛換發(fā)生頻率依次為“T→A＞A→T＞C→A＞G→C＞C→G=T→G＞G→T=A→C”。
　　在突變堿基中，胸腺嘧啶(T)突變發(fā)生了84次，腺嘌呤(A)突變發(fā)生了

7、80次，鳥嘌呤(G)突變發(fā)生了72次，胞嘧啶(C)突變發(fā)生了72次。它們占堿基突變的比例分別為27.27％、25.97％、23.38％、23.38％。在發(fā)生突變的堿基中，胸腺嘧啶(T)比腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)發(fā)生突變的頻率分別提高4.77％、14.26％、14.26％，即胸腺嘧啶(T)＞腺嘌呤(A)＞鳥嘌呤(G)=胞嘧啶(C)。這說明在玉米DNA誘導(dǎo)的水稻變異材料中胸腺嘧啶(T)和腺嘌呤(A)比鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C

8、)更容易發(fā)生突變。
　　通過對突變堿基臨側(cè)位點分析發(fā)現(xiàn)，臨側(cè)位點的堿基共有16種類型，其中ANA共發(fā)生了28次突變，GNC發(fā)生了24次，CNA發(fā)生了23次，ANT發(fā)生了22次，CNT發(fā)生了19次，GNT發(fā)生了18次，ANG發(fā)生了15次，TNT發(fā)生了15次，CNC發(fā)生了15次，GNA發(fā)生了13次，GNG發(fā)生了12次，CNG發(fā)生了9次，TNG發(fā)生了4次，TNC發(fā)生了4次，ANC發(fā)生了2次，TNA發(fā)生了1次，它們發(fā)生頻次依次為12.50

9、％、10.71％、10.27％、9.82％、8.48％、8.04％、6.70％、6.70％、6.70％、5.80％、5.36％、4.02％、1.79％、1.79％、0.89％、0.45％。發(fā)生頻次由高到低為ANA＞GNC＞CNA＞ANT＞CNT＞GNT＞ANG=TNT=CNC＞GNA＞GNG＞CNG＞TNG=TNC＞ANC＞TNA。突變發(fā)生位點出現(xiàn)最多的是在腺嘌呤(AHA)之間，共有28次，發(fā)生頻次為12.50％，說明腺嘌呤(ANA)之