棉花抗草甘膦基因的初步定位及草甘膦诱导花粉不育的生理生化特性研究

棉花抗草甘膦基因的初步定位及草甘膦诱导花粉不育的生理生化特性研究

作者:师大云端图书馆 时间:2018-10-27 分类:硕士论文 喜欢:4244
师大云端图书馆

【摘要】草甘膦是世界上使用范围最广的除草剂,具有广谱除草和土壤中迅速降解的优点,也是棉田使用最普遍的除草剂之一。其除草的作用机理是通过抑制莽草酸途径中的EPSPS合酶,阻碍芳香族氨基酸的合成,最终导致植物体死亡。但草甘膦作为除草剂也具有弊端,由于具有广谱除草,即非选择性除草的效能,故在杀死杂草的同时也会对农作物带来伤害。基于此,为了在大田更好地使用草甘膦,抗草甘膦作物便应运而生。本文以抗草甘膦棉花为试验材料,从以下两个方面开展了研究。1、抗草甘膦基因的遗传定位以抗草甘膦陆地棉品系G-6和不抗的海岛棉品系海7124为实验材料。杂交F1群体均表现为抗草甘膦,F2群体的抗性植株与不抗植株的比例符合3:1的分离规律,隐性回交群体BC2抗性植株与不抗植株的比例符合1:1的分离规律,显示抗草甘膦性状在海陆杂交后代呈单节显性遗传,是受一对显性基因控制的质量性状。利用特异引物检测抗性单株,显示控制抗草甘膦性状的基因为人工合成基因CP4-EPSPS。而后利用本实验遴选的覆盖棉花26条染色体的234对核心引物,通过BSA法进行差异标记筛选,共得到27对多态性引物。检测F2作图群体每个单株的基因型,发现有5对引物NAU5417、NAU1339、BNL3992、BNL2448、NAU2140与目的基因CP4-EPSPS连锁。参照现有的遗传图谱显示,以上5对引物均位于棉花染色体5上,故而推定目的基因位于第5染色体。进一步筛选第5染色体上的所有其他引物,共得到15对连锁引物,目的基因CP4-EPSPS位于引物BNL2448和NAU2140之间,遗传距离分别为7.0cM和16.2cM。2、草甘膦诱导花粉不育生理生化特性研究以抗草甘膦棉花品系N95为试验材料,在6月25日开始,隔期喷草甘膦,以不喷为对照。而后取样分析,获得以下试验结果:(1)处理株与对照株花粉的活力测定结果显示:用0.2%草甘膦处理过的植株其花粉活力很低,平均只有3%;而未经处理的植株花粉活力则平均高达86%,两者差异达极显著水平,显示抗草甘膦棉花喷施草甘膦后,可导致其花粉雄性不育。(2)测定花粉4个发育时期内源激素含量,结果显示:处理株花药中生长素含量始终低于对照,平均只有对照株中的43.8%-64.3%;脱落酸的含量始终高于对照,平均为对照株含量的1.33-1.87倍;玉米素的含量始终低于对照,平均只有对照株的39.6%-57.1%;赤霉素含量也始终低于对照,平均只有对照株的50.5%-64.9%。由此推断:花药中生长素的亏损,脱落酸的盈积,细胞分裂素及赤霉素含量的不足是导致花粉败育的基本生化因子。(3)检测花粉4个发育时期的氨基酸含量,结果表明:经草甘膦处理过的不育株花粉中的酪氨酸、苯丙氨酸及脯氨酸的含量都显著低于为未做处理的对照,而谷氨酸的含量则高于对照。以此推测:花粉的败育可能还与花药中酪氨酸、苯丙氨酸及脯氨酸的含量降低,谷氨酸的含量增加密切关联。
【作者】刘吉焘;
【导师】陈旭升;
【作者基本信息】南京农业大学,作物遗传育种,2013,硕士
【关键词】CP4-EPSPS;基因定位;抗草甘膦;雄性不育;内源激素;氨基酸;

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