中国水稻科学(ChineseJRiceSci).2008.22(6):571~577http://www.ricesci.ca
571
水稻小粒矮突变性状与T-DNA插入标签的共分离检测
马玉银1,3潘学彪1,*
(-扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室,江苏扬州225009;2华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室,湖北武汉430070;3扬州教育学院生物化学系,江苏扬州225002;‘通讯联系人,E—mail:shuidao@yzu.edu.cn)
张亚芳1潘存红1李爱宏1
吴旭江1左示敏1陈宗祥1吴昌银2
Co-segregationAnalysisBetweenT—DNATagandCharacterofSmallGrainDwarfMutantinRice
MAYu-yinlw,ZHANGYa-fan91,PANCun-hon91,LlAi-hon91,WuXu-jian91,ZuoShi—rainl,CHENZong-xian91,WuChang-yin2.PANXue-biaoI・。
(1KeyLaboratory
tion,Yangzhou
ofCropGenetics
and
Physiology
ofJiangsuProvince/KeyLaboratoryof
l
2
PlantGenetic
Functional
Genetics,Ministryof
Educa—
University,Yangzhou225009,ChinaNationalKey
Laboratory
ofCrop
College
Improvement,HuazhongAgricultural
University,Wuhan430070,China‘3DepartmentofBiochemistry,YangzhouofEducation,Yangzhou225002,Chinal
。Correspondingauthor.E-mail:shuidao@yzu.edu.cn)
Abstract:AsmallGeneticanalysisofthiscopies
in
grain
dwarf(sgd)mutantwasidentifiedinthesegregatedpopulationfrom
was
a
T—DNA—tag
riceline.
mutant
conductedforcloningandfunctionaIresearchof
one
thegene.MultipleT—DNAinsertion
a
thisline
tO
were
confirmed,and
OfthemhadbeenhomozygousinTa
tag
segregationpopulation.As
result,itwas
in
impossible
detect
co-segregation
betweenthe
andsgdmerelydepended
sequence
on
thespecificPCRprimerftomT—DNA
insertion
T3
andsuccessivelygenerations.However,aflankingand
was
from
one
OfT—DNAsiteswas
obtainedbyTAIL—PCR,
confirmed
tO
beco-segregatedwith
sgd
inconsecutivelysegregatedgenerations.
Keywords..T-DNAtaggingtechnology;flankingsequence;co-segregation;rice;smallgraindwarfmutant
摘要:从T-DNA水稻标签系中发现1个标签系中出现了小粒矮(sgd)突变性状的分离。为克隆该突变基因和进行基因功能研究.对该突变体进行了遗传分析。该标签系存在多个插入事件,且T3代发现目标突变性状分离系中.另一个非目标插入事件已经纯合,故特异PCR检测不能确认小粒矮突变性状与T—DNA插入共分离。但通过TAIL_PCR方法,获得了插入点侧翼的水稻基因组序列,并证实该侧翼序列与小粒矮突变性状共分离。
关键词:T-DNA标签技术;侧翼序列;共分离;水稻;小粒矮突变中图分类号:Q943.2I¥511.03
文献标识码:A
文章编号:1001—7216(2008)06-0571—07
水稻突变体是研究水稻功能基因组学的基础材料[1l。产生水稻突变体的方法主要有理化诱变、T-DNA插入、转座子插入和逆转座子插入等[2],其中利用T—DNA随机插入水稻基因组来产生突变体,并以T—DNA为标签分离突变基因的方法得到了广泛应用。目前,国内外已经有多个研究小组构建了水稻T—DNA插入突变体库[3—4],据不完全统计,获得的突变体总数有15万份左右。已有报道用T—DNA标签方法克隆了OsCHLH[5|、OsCPl[6|、Os-MAD¥50[7]、OsGCSIs]、OsGNAI[9]、udtl[103、FONl[113、OsLGl[123和DHl[13]等一批水稻功能基因。本文报道一个由于T—DNA插入所引起的小粒矮突变体(sgd突变体),并对该突变体进行了遗传分析,为克隆该基因和进一步的基因功能研究奠定了基础。
1材料与方法
1.1水稻材料
本实验室于2003年从华中农业大学引进通过农杆菌转化法构建的水稻突变体库,完成了4416份T—DNA水稻标签系的表型鉴定。本研究所用材料为小粒矮突变系。
1.2方法
1.2.1
目标性状植株的DNA提取
对各标签系的后代株系逐株进行目标突变性状
收稿日期:2008—07一01;修改稿收到日期:2008—09—17。
基金项目:国家重大科技专项资助项目;。长三角两省一市联合科技攻关”资助项目(BE2004399)。
第一作者简介:马玉银(1963--),男,副教授,博士研究生。
中国水稻科学(ChineseJRiceSci)第22卷第6期(2008年11月)
调查,并逐株取样,植株总DNA的提取参照Della—porta等[14]的CTAB法进行,略加改动。
1.2。2
模板DNA浓度一般约为15~20ng。根据转化载体的序列设计特异巢式引物(表2):TAIL—PCR的一、二、三级反应体系同1.2.3,TAIL—PCR的一级产物稀释20倍作为二级反应的DNA模板,同样,TAIL—PCR的二级产物稀释20倍作为三级反应的DNA模板。将左边界、右边界特异引物分别与随机引物进行配对,获得TAIL-PCR的一、二、三级产物,一、二、三级产物加在相邻的泳道中进行电泳。
获得的TAII。一PCR三级产物以5“L反应体系的核酸酶和磷酸化酶进行纯化处理(37℃下60min;80℃下灭活酶活性20rain),然后直接测序。1.2.5侧翼序列共分离检测
侧翼序列经过与公共数据库的比对,找到T—在基因组序列和相比邻的T—DNA序列上设计l对因组序列上设计另l对引物(G1、G2引物)。G1引物序列为:5,-ATCTTGGCTTGTTATGCTCG-3’;G2引物序列:5『_TTGGCTATTCATTATCTGTCTT一3’,T引物序列:5'-CCAGTACTAAAATCCAGATCCCCCGAAT-3’。用这两对引物分别进行PCR检测,判断侧翼序列是否与突变性状共分离。
T—DNA标签引物设计
根据插入的T—DNA序列设计引物对(基于GAL4/UAS编码区段序列),正向引物:5,_GGCATCGGTAAACATCTGCT一3’,反向引物:5f-GCCTCAAGAAGCTCAAGTGC-3’,其扩增片段长度为0.611
1.2.3
kb。
PCR检测T—DNA标签共分离现象
ttL,10×buffer2.0
反应体系为:DNA模板1
肛L,2mmol/LdNTP1.0弘L,25mmol/LMgClz2.0pL,10
mmol/L正反向引物各0.2肛L,Taq酶
0.2肛L,加ddH20至20pL。反应程序为:94℃下
4min;94℃下1
rain,58℃下1min,72℃下1min,
35个循环;72℃下延伸10min,4℃下保存。扩增产物在2.0%的琼脂糖凝胶上电泳。对各小区突变株和正常株的PCR结果进行分析,初步判断突变性状是否与插入事件共分离。
1.2.4
TAIL—PCR获取T—DNA插入点侧翼序列
对初步检测为共分离的标签系,采用TAIL_PCR方法(Thermal
AsymmetricInterlacedPCR,
热循环不对称PCR法[4]),获得T-DNA插入点侧翼的基因组序列的扩增产物。分离第3级电泳获得的侧翼序列条带,在扬州大学植物功能基因组学教育部重点实验室测序(DNA测序仪3130,美国ADI公司生产)。
TAIl。一P.CR参照Liu等方法[15_16](表1)。
2结果与分析
2.1小粒矮突变体的表型
在4416份T—DNA标签系群体中,我们发现有1个标签系中(20株)产生了小粒矮突变性状的
表1TAIL-PCR反应程序
Table1.TAlL-PCRreactionprocedure.
马玉银等:水稻小粒矮突变性状与T—DNA插入标签的共分离检测
573
襄2特异巢式引物序列
nestedprimer
Table2.Sequenceofspecific
引物名称
Primer
name
boundofT—DNA
引物序列(5’--*'37)Sequence(5’・3
7)
左边界特异引物Specific
LBTlLBT2LBT3
primer
ofleft
CTCGTCCGAGGGCAAAGAAATAGAGTAGAATAGGGTTTCGCTCATGTGTTGAGCATCCAGTACTAAAATCCAGATCCCCCGAAT
primer
右边界特异引物Specific
PFRBlPFRB2PFRB3
ofrightboundofT—DNA
GAGAAAAGGGTCCTAACCAAGAAGGGTCCTAACCAAGAAAATGAAG
CAAGAAAATGAAGGAGAAAAACTAGAA
●
随机引物Random
ADlAD2AD2a
primer
TGWGNAGSANCASAGAAGWGNAGWANCAWAGG
(AGCT)GTCGA(GC)(AT)GA(AGCT)A(AT)GAA
AD2—1
AD3AD4AD5GAD7AD8
NGACGASWGANAWGAA
STTGNTASTNCTNTGC
WGTGNAGWANCANAGA
(AGCT)TCGA(GC)T(AT)T(GC)G(AT)GTTTG(AT)GNAG(AT)ANCA(GC)AGA
AG(AT)G(AGCT)AG(AT)A(AGCT)CA(AT)AGG(AT)GTG(AGTC)AG(AT)A(AGCT)CA(AGCT)AGA
TG(AT)GNAG(GC)ANCA(GC)AGA
ADlOG
ADll
W=A或T;S=G或CIN—A、T、G、C中任意一种碱基。W=AorT●S=G
orC;Nrepresentsanyone
ofA,T,G
andC.
矮、籽粒变短、着粒变密和穗型直立等突变性状。将该标签系命名为小粒矮(small变系(图1)。
grain
2.2小粒矮突变性状与T-DNA插入的关系
该标签系T1代群体规模较小,仅种植了20.个单株。其中3个单株表现出小粒矮突变。收获了其中全部突变单株,并随机收获了5株表型正常植株。
将这些植株的后代分别种植成T2小区,发现所有小粒矮植株的后代全部表现为小粒矮,说明小粒矮突变是一个可遗传的性状。所有表现目标性状分离的小区中,正常型与突变型的总比例接近3:1,初步判断小粒矮性状是由1对隐性突变基因控制的。基于插入片段的特异PCR结果显示,所有突变体均为阳性,表明突变性状可能与插入事件有关。对植株数量最多(35株)的1个分离小区(编号5217)进行PCR检测。结果表明所有植株包括表型正常株全为阳性。由此推测,该突变系中存在2个或更多拷贝的T—DNA插入事件,突变性状可能与其中的一个插入事件有关。从编号为5217的小区中继续收获了一定数量的突变株种子和表型正常株
种子。
dwarf,sgd)突
2006年和2007年正季(T3和T4代),继续追踪小粒矮突变性状与T—DNA插入的关系,其检测结
图1
小粒矮(sgd)突变体与对照中花11植株
sgdmutantand
its
果见表3。结果表明,在所有小粒矮植株的后代小
parent
Fig.1.Phenotypeof
11.
wild
Zhonghua
区中未出现表型正常植株;部分表型正常株的后代小区中未出现突变植株,而另一些小区则发生性状
中国水稻科学(ChineseJRiceSci)第22卷第6期(2008年11月)
表3基于插入片段的特异PCR检测结果
Table3.ResultsofPCR
amplificationinT3andT4generationsusingspecificprimer
fromT-DNAsequence.
分离。T3代的分离小区中,正常型与突变型植株的总分离比为3.875:1(x2=1.256<xa.05=3.84);T4代分离小区中的正常型与突变型的总分离比为3.16:1(Y2—0.328<Y6.05—3.84),均接近3:1。这进一步说明小粒矮突变性状由1对隐性基因控制。
从PCR检测结果来看,在各世代的所有小区中,所有植株的检测结果均为阳性。这可能是由于小粒矮突变标签系中存在两个甚至更多的非串联插入事件,而我们最初在T1代标签系中选择表型正常株的数量过少,导致T2代只有1个能够构成群体的目标性状分离小区,从中选择了较多正常株,但它们的后代群体(无论是纯合野生型群体还是目标性状分离群体)中仍没有出现阴性单株。因此,可以推断,当初T1代获得的那个杂合单株(由此衍生出T2
代分离株系5217)中,存在多个非串联插入事件,且其中1个与目标突变性状无关的插入事件已经纯合。这样,基于T—DNA标签的特异PCR只能获得所有植株均为阳性的结果。依据这个杂合株的后代群体,已经不可能判断目标突变性状与插人事件的相互关系,进一步研究的难度大大增加。
2.3
T-DNA插入片段侧翼序列的分离
为了使研究能够继续下去,我们尝试采用
TAIL-PCRE4]方法,以获得目标插入位点侧翼的水稻基因组序列。
由左边界特异引物与随机引物AD8组合扩增,获得了1条TAIL—PCR三级产物(图2)。对该三级产物进行测序,获得侧翼序列,利用NCBI网站上提供的BLAST程序进行水稻全基因组搜索(http://www.nebi.nlm.nih.gov/),找到侧翼序列位于水稻
图2TAIL-PCR扩增结果
Fig.2.TAlL,PCRamplificationproductsofsgdmutant.
单数泳道为二级产物,双数泳道为三级产物。每种嵌套引物采用2次点样重复。其中.第6、8泳道为同一种嵌套引物的三级扩增产物。图中其他引物对均未扩增得到三级产物。
The
productsofsecondary
reactionare
listedintheoddlaneswhile
are
tertiaryreactionintertiary
theeven
lanes.The
productofeachoverlapping
primer
was
no
Was
repeatedtwice.Theproducts
inthe6thand8thlanes
pairs
the
productsamplifiedwiththesameoverlappingprimer.There
anytertiaryproductamplifiedwithother
of
primers.
马玉银等:水稻小粒矮突变性状与T-DNA插入标签的共分离检测
AATGAGGl'ACTTGAI’ATCCAGTCACATTAAAAACTCCCGCAAGTG丌ATAAG丁TGTCAAGCGTCAr几1'ACTGCA
CTAGCTATATGGGTGAAAGACTGl.AAGCAGCGoCTGTAlIGTCAGGn盯G(℃GATTGTTlTCTGTTATGTGAl'ACT
1’AGTAGGTT从ACTCC■UGCATGAGATCAGGGTCAoCTTCAT(℃ACCA几1TGCTrr(ⅪTTGACTGllCAGG(’T
TCATTCACACTCGTCTCA
\
85627
/伞
//
87324
87474
85954R么∑8:54
87555
\\\—;;;///l
89l~92—9369
87652
87767
894888957889637
Gl引物GIprimer
一T-DNA卜G2弓I物G2呻——◆
T引物Tprimer
site
inrice
图3T-DNA在水稻基因组中的插入位置及相关的引物扩增位置和侧翼序列位置
genomeanditsflanking
sequence
Fig.3.PhysicalpositionofT—DNAinsertionandrelatedspecificprimers.
候选基因为水稻第7染色体上的BAC号为P0567H04中的第14个预测基因;图下数字如85627为P0567H04上的第85627bp的位置。
The
cationof
candidategenepairbase
on
isthe14山predictivegene
onthe
BACP0567H04
85627
ofchromosome
site
7inrice.Thenumberbp
in
belowtheBACindicatesthe10—
theBAC.For
example,thenumber
indicatestheof85627theBACP0567H04.
第7染色体的编号为P0567H04的BAC中。根据Fgenesh软件对该BAC进行基因预测,结果表明该标签系中的一个插人点位于一个预测基因的第1个内含子中。
2.4侧翼序列共分离验证
合株也应该为阳性。
标突变性状分离、小粒矮突变纯合体)进行侧翼序列共分离检测,检测结果见表4。
根据上述的理论分析和本试验的结果,我们推测,确实存在至少2个T—DNA插入事件,其中获得侧翼序列的插人事件与小粒矮的突变性状共分离。
2006年秋季,我们在海南分别种植目标位点插人突变纯合株、杂合株和野生型植株的后代小区各检测所得侧翼序列是否与突变性状共分离,是本研究的关键。从理论上分析,在非串联多拷贝插入且非目标插入点为突变纯合的情况下,若所得侧翼序列是目标插入点的侧翼序列,则预期的共分离
中国水稻科学(ChineseJRiceSci)第22卷第6期(2008年11月)
表4侧翼序列与突变性状共分离检测的PCR检测结果(T3代)
Table4.PCRdetectionfortheco-segregationofthe
flankingsequenceswiththesgd
mutantin
B
generation.
小区号
Codeofplot
。正嚣篡株,。阳嚣’篡株,篙翟。阳GI㈣+G26阴1锕㈣,可,黑基删’
(正常株t突变株)
Phenotype
上代目标基因位点
(阳性株:阴性株)
Pair
(阳性株:阴性株)
boundary
(阳性株:阴性株)
G1+G2
primers
ofTprimers
l
G2+T
primers
(Wild
l
Mutant)(Positive
Negative)(Positive:Negative)(Positive:Negative)
in
…
previousgenerationl)
19:318161233
i
22:024:019
1
16:61914
l
191816
l
363
Aa(bb)Aa(bb)
Aa(bb)
63013
55
l
l
0
ll
l
12:046:043;042;043:0
0:1234:1243:0
12:033
l
AA(bb)
AⅡ(bb)An(bb)
l
13
0:430
l
0:430:4243:0
4242;0
0:43
AⅡ(bb)
AA(bb)
43:0
”假设存在2个插入事件。其中A-n位点为目标插入位点.B-b位点为非目标插入位点。
”Twoinsertion
tion
site.
events
were
supposed
toexistinthisstudy.OneisA-a,thetaggedinsertionsite.theotherisB-b。thenon—taggedinser—
测,并且扩大了检测规模(Ts代),共检测了565株。其中突变体小区66株,T引物对检测结果全为阳性,G2+T引物对检测结果全为阳性,而G1+G2引物对检测结果全为阴性(部分结果见图4一A)。性状分离小区共检测了270株,T引物对检测结果全为阳性,G2+T引物对检测结果阳性与阴性的比例为202:68(Y2=0.005<Y;n5=3.84),Gl+G2引物对检测结果阳性与阴性的比例为203:67(x2=
步证实了我们获得的侧翼序列即为目的基因的侧翼序列。
3讨论
3.1
非串联多拷贝T-DNA插入标签系的利用
应用T—DNA标签法克隆基因,一般是选择单拷贝插入标签系作为研究对象,对于多拷贝插入的标签系,由于研究比较困难而较少被利用。
由于目前构建的水稻插入突变体库中存在大量组培变异的干扰,而且,有近一半的标签系中存在不止1个独立的插入事件D73,因此,如何利用非串联低拷贝标签系克隆目的基因,对于提高突变体库的利用效率,具有重要的意义。实践中,对于非串联低拷贝标签系,只要思路清晰,仍有可以采用T—DNA
0.005<x3。5=3.84),并且所有分离小区内的全部
突变体植株,用G1+G2引物对检测的结果全为阴性(部分结果见图4一B)。表型正常的小区检测了229株,T引物对检测结果全为阳性,G2+T引物对检测结果全为阴性,而G1+G2引物对检测结果则全为阳性(部分结果见图4一C)。此检测结果更进一
A
B
C
图4典型株系侧翼序列与突变性状共分离检测
Fig.4.Detectionofco-segregationandtheflanking
sequences
ofsgdmutantinthetypicallines.
A-d,粒矮突变体纯合小区;B一性状分离小区;C一表型正常小区。上、中、T|IiE分别为G1+G2引物对,G2+T引物对和T引物对扩增的电泳条带。
A,BandCrepresent
rows
theplotsofhomozygous
indicate
sgdmutant
with
phenotype,traitthe
pairprimers
segregation
andhomozygous
wild
phenotype,respectively.The
from
top
to
bottomthe
products
amplified
G1+G2.G2+Tand
T,respectively.
马玉银等:水稻小粒矮突变性状与T—DNA插入标签的共分离检测
标签法进行基因克隆[18|。如果能够在T1代对非串联多拷贝插入的标签系收获较多单株,便可能在T2代(最迟在T3代)获得只存在一个插入事件(处于杂合状态)且目标突变性状出现分离的后代株系。有了这样的株系则后续的共分离检测将与常规标签法的共分离检测结果完全一致。本研究组在这方面已经有过成功的实践[18]。
本研究的情况有所不同。由于T1代获得表型正常的植株数量过少,导致T2代只有一个在目标突变性状上存在分离的株系,且该株系中一个与目标突变性状无关的插入事件已经纯合,使我们不能依据这个系来进行插入事件与突变性状的共分离检测。不过,即使在这样的情况下,我们采用TAIL-PCR方法获得了插入点侧翼的基因组序列,进而证实获得的侧翼序列与目标突变性状共分离。我们的研究结果表明,可以发展多种研究思路,通过标签法从非串联低拷贝标签系中克隆目的基因。3.2侧翼序列与突变性状的共分离检测
在非串联多拷贝插入事件的情况下,确定侧翼序列是否是目的基因的侧翼序列尤为重要。因为在多拷贝的情况下,TAIL—PCR的三级产物不一定为目标基因的侧翼序列。本研究组在研究另一些双拷贝插入标签系时,曾经仅仅获得了非目标位点的侧翼序列,并证明这些侧翼序列并不与突变性状共分离;而另一些TAIL—PCR的三级产物却正好为目标位点的侧翼序列[18l。因此,必须进行侧翼序列与突变性状的共分离检测,以确定突变是否由T—DNA插入引起。本研究在进行侧翼序列共分离验证时,发现所有的小粒矮突变体用G2+T边界引物对检测,PCR结果全为阳性,而用G1+G2引物对检测全为阴性。T3、T4、T5代性状分离小区的植株共483株用G2+T边界引物对检测时,阳性植株与阴性植株的总分离比为363:120(X2一o.006<x6.05=3.84),且突变体全为阳性。用G1+G2引物对检测时阳性植株与阴性植株的总分离比为364:119()[2=0.034<x8.05=3.84),且突变体全为阴性。表型正常的小区用G+T边界引物对检测结果全为阴性,而用G1+G2引物对检测结果全为阳性。这一结果说明,即使基于插入标签的特异PCR无法检测目标突变性状是否与插人事件共分离时,仍可能通过获得插入点侧翼的基因组序列来进行共分离检测,仍有可能通过T—DNA标签法来鉴定和克隆重要的功能基因。
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SL.et
a1.Mutations
intherice
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457—463.
rl6]LiuYG。Whittier
RF.Thermal
asymmetric
interlacedPCR:
Automatableamplification
and
sequencing
of
insert
and
frag—
mentsfrom
P1
andYAC
clonesforchromosomewalking.Ge—
nomics.1995.25:674—681.
[17]LiAH,ZhangYF,Wu
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andgenetic
analysis
on
T—DNA—inserted
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[18]张亚芳,潘存红.李爱宏。等.提高水稻插入突变体库利用效
率的一点尝试.遗传,2007.29(7);844—850.
水稻小粒矮突变性状与T-DNA插入标签的共分离检测
作者:
马玉银, 张亚芳, 潘存红, 李爱宏, 吴旭江, 左示敏, 陈宗祥, 吴昌银, 潘学彪, MA Yu-yin, ZHANG Ya-fang, PAN Cun-hong, LI Ai-hong, Wu Xu-jiang, ZuoShi-min, CHEN Zong-xiang, WU Chang-yin, PAN Xue-biao
马玉银,MA Yu-yin(扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室,江苏扬州225009;扬州教育学院生物化学系,江苏扬州225002), 张亚芳,李爱宏,吴旭江,左示敏,陈宗祥,潘学彪,ZHANG Ya-fang,LI Ai-hong,Wu Xu-jiang,Zuo Shi-min,CHENZong-xiang,PAN Xue-biao(扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室,江苏扬州,225009), 潘存红,吴昌银,PAN Cun-hong,WU Chang-yin(华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室,湖北武汉,430070)中国水稻科学
CHINESE JOURNAL OF RICE SCIENCE2008,22(6)1次
作者单位:
刊名:英文刊名:年,卷(期):引用次数:
参考文献(18条)
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相似文献(2条)
1.学位论文 董玉梅 水稻启动子捕获及T-DNA标签技术的研究 2007
水稻是世界上最重要的粮食作物之一,同时也是禾谷类作物分子生物学研究的模式植物。随着水稻基因组测序工作的完成,水稻研究进入了功能基因组的研究,其主要途径之一是建立大规模的突变体库。 本论文主要是利用农杆菌介导的遗传转化,通过T—DNA的随机插入产生水稻突变体,并对突变体进行鉴定和分析。同时,在T—DNA区域右边界构建了一个不带启动子的GUS基因,用来捕获水稻的启动子。得到393株转基因植株,通过PCR检测、Southern杂交方法进行部份植株检测,阳性率达100﹪,Southern杂交拷贝数为1-4个。我们对393株转基因植株的叶、根、胚乳和胚芽鞘进行了GUS组织化学染色,基因捕捉率分别为5.34﹪、1.78﹪、10.17﹪、6.36﹪。利用PCR步行法对12株染色的植株T—DNA插入侧翼序列进行分析,目前测出8株,与水稻基因组同源性都高达90﹪以上。 对65株转基因植株T1代进行观察分析,其中有18株有突变表型:矮杆、半矮杆、不育、半不育、单蘖、多蘖、颖壳白斑、小穗、叶片扭曲。用Genome walking法进行侧翼序列的扩增,目前测出5株,并对这5株扩出的序列在GenBank中进行BLAST分析,得到了插入位点侧翼序列的相关信息,如T—DNA插入在染色体上的位置,可能的编码蛋白等。 通过本实验,建立了农杆菌介导的水稻再生体系及T—DNA插入侧翼序列测定技术,为进一步的研究奠定了基础。
2.期刊论文 李爱宏.张亚芳.吴昌银.汤雯.武茹.戴正元.刘广青.张洪熙.潘学彪.LI Ai-Hong.ZHANG Ya-Fang.WUChang-Yin.TANG Wen.WU Ru.DAI Zheng-Yuan.LIU Guang-Qing.ZHANG Hong-Xi.PAN Xue-Biao 水稻T-DNA插入突变体库的筛选及遗传分析 -遗传学报2006,33(4)
T-DNA标签技术是分离和研究植物功能基因的有效方法,寻找T-DNA插入表型突变体是进一步开展研究的关键所在.文章对以ZH11、ZH15为受体亲本构建的4416份T1代标签系进行了表型鉴定,发现存在拟纯合突变和系内分离突变两种类型,突变表型涉及株高、生育期、叶形、叶色、分蘖力、植株松紧度、穗颈节、穗形、颖花、粒形、类病变、雄性不育、生长极性等14类性状.其中,株高、生育期、叶色、雄性不育有着相对较高的突变频率(超过1%),株高和叶色的突变频率在品种及年度间表现稳定,而生育期、雄性不育波动较大,表明这类性状的表型易受到环境的影响.通过T1、T2连续世代的共分离分析,筛选出3个与穗部或颖花发育相关的T-DNA插入突变体,为分离相关功能基因奠定基础.随机选择42份有表型突变的标签系,通过质粒拯救和TAIL-PCR的方法分离其侧翼序列,从39个标签系中获得40条序列,其中25条为载体序列,14条与水稻基因组有很好的同源性,BlastN分析结果表明T-DNA有优先整合进植物功能基因内部的特性.
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