1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等(列出主要参考文献)1.本课题意义: 淀粉是水稻种子主要的贮藏物质,其结构和性质决定了稻米的外观品质和食味品质。
本课题通过诱变的方法可以筛选出水稻粉质突变体材料,通过图位克隆的手段克隆和分析与淀粉合成有关的基因,不仅可以从科学上阐明水稻淀粉合成及调控机制,也对育种实践具有指导意义。
在植物中,淀粉是主要的贮能物质。
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标、内容和拟解决的关键问题1.研究目标: 对此水稻粉质异常突变体进行表型的鉴定、遗传分析,并进行突变基因的精细定位,为后续的基因克隆奠定基础。
研究内容 1、表型分析:在灯箱下观察突变体的异常表型;显微观察:制备突变体及野生型发育胚乳的半薄和超薄切片,比较突变体和野生型间胚乳细胞超微结构的异同; 2、遗传分析:突变体与野生型杂交,鉴定F1代的表型;并自交构建F2群体,统计表型分离比例,确定该基因的遗传方式; 3、利用已经构建的flo7/NIP F2群体对flo7进行精细定位;3.拟解决的问题 淀粉是人类最主要的碳水化合物来源,并且是重要的工业应用原料。
然而到目前为止人类还不能通过体外系统获得淀粉。
3. 研究的方法与方案
研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析1.研究方法1) 表型鉴定,胚乳超微结构的观察: 在灯箱下观察该突变体的异常表型,取野生型、突变体发育12DAF胚乳,采用2.5%戊二醛(0.1M pH7.0)4度固定12h后,送生命科学实验中心进行后续处理,采用Power Tome XL超薄切片机切片,采用H-7650透射电子显微镜观察;2) 遗传分析:与野生型NIP杂交,观察F1 代的植株表型。
自交F2代并统计野生表型和突变表型植株的分离比例,进而确定其遗传方式。
3) 基因精细定位 在flo7/NIP F1植株上收取F2种子,自然干燥5-7天破除休眠后,除去外壳,在灯箱下挑取和flo7突变体一样粉质不透明的种子,在无菌条件下(种子种植过程在超净台完成)发芽,待极端个体生长一个星期左右提取DNA。
4. 研究创新点
特色或创新之处淀粉的合成是个很复杂的过程,在胚乳发育过程中由糖转变成淀粉的过程是在一系列淀粉合成关键酶的催化下的酶促反应。
通过筛选突变体库,获得了一份新的粉质突变体,并且通过图位克隆的方法得到突变基因flo7。
利用突变体结合图位克隆技术获得新的基因为研究其功能奠定了基础。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展1.研究计划1)2012年7月-11月:收获flo7/N22 F1植株上F2的种子,收获单株种子(F2代)磨米鉴定F2代中极端个体(培养基无菌条件下发苗),进行DNA提取和SSR标记凝胶电泳,连锁分析粗定位。
2)2012年12月-2013年5月:基因的精细定位。
2.预期研究成果1)鉴定flo7突变体并精细定位与克隆该基因,为逐步阐明淀粉合成途径关键基因的分子作用机理,形成一个清晰的淀粉从合成至积累的网络途径做好前期准备,也为水稻的品质改良做好理论基础。
