米玉ppr插入位点突变表型的遗传分析本科毕业设计.docx
- 文档编号:4468379
- 上传时间:2022-12-01
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:60.25KB
米玉ppr插入位点突变表型的遗传分析本科毕业设计.docx
《米玉ppr插入位点突变表型的遗传分析本科毕业设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《米玉ppr插入位点突变表型的遗传分析本科毕业设计.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
米玉ppr插入位点突变表型的遗传分析本科毕业设计
编号NO:
河北农业大学本科毕业论文
论文题目玉米PPR插入位点突变表型的遗传分析
学生姓名学号成绩82
学院专业班级
指导教师姓名指导教师职称副教授
材料目录:
1、任务书
(1)份
2、开题报告(含文献综述)
(1)份
3、指导教师评阅书
(1)份
4、答辩记录表
(1)份
5、论文正文
(1)份
6、其它材料
河北农业大学
本科毕业论文任务书
学院:
农学院
教师姓名:
陶勇生
职称:
副教授
2012年5月3日
专业名称
农学
论文
题目
玉米PPR插入位点突变表型的遗传分析
题目
来源
科研课题项目
目的意义:
玉米株高是重要的农艺性状,对作物的光和等重要的生理过程有影响。
株高是玉米品种的重要农艺性状之一,植株过高会降低种植密度、抗倒伏性和收获指数,过低则影响群体通透性、易患病虫害、降低生物产量。
对玉米来说,适当的株高是衡量一个优良品质的重要标志。
株高与产量、经济系数、光合特性和抗倒伏性均密切相关。
研究株高的遗传规律对育种工作具有一定的指导作用。
随着育种工作的进展,育种工作者把株高作为重要的选择性状,这不仅因为株高与其他重要经济性状(如抗到和产量等)存在一定程度的遗传相关性,而且株高本身是一个最直观的、最方便的选择指标。
因此,深入研究禾本科作物株高遗传规律,可以作为育种工作者提供一些有益的遗传信息,进而推动育种工作的进展。
可行性分析:
1.研究成果
转座子标签技术是构建转座子插入诱变突变性状与基因功能联系的有效途径。
2.预期成果
通过建立玉米PPR插入位点与株高表型的关联,验证PPR基因与玉米株高性状发育的相关性
3.可能存在的问题:
因为突变群体突变方向的不确定性,给筛选工作带来不确定的因素。
进度安排:
12012.05种植试验材料。
22012.05~2012.06查阅相关资料,学习与本试验有关的实验技术。
32012.08~2012.09进行玉米授粉以及株高的测量
4 2013.01~2013.06撰写论文并修改,准备答辩
专家意见:
该实验对玉米株高突变体进行了统计分析,实验设计合理,技术路线可行,预期结果明确,进度安排合理,同意按计划执行。
专家签字:
年月日
学院意见:
同意立题并按计划执行。
院长:
年月日
农学院农学专业
穆子洲学生:
现把2012-2013学年,第二学期的毕业论文安排下达给你,你本学期承担的毕业论文任务如下:
1、依据本任务书中论文题目、目的意义、可行性分析的内容完成开题报告。
2、按照开题报告的要求按期完成毕业论文各项工作的实施。
3、完成毕业论文的撰写。
4、完成毕业论文的答辩。
请按相关要求完成毕业论文任务。
教师签字:
2012年5月3日
河北农业大学
本科毕业论文开题报告
题目:
玉米PPR插入位点突变表型的遗传分析
学院:
农学院
学生姓名:
穆子洲
专业:
农学
班级学号:
2009014010205
指导教师姓名:
陶勇生
指导教师职称:
副教授
2012年5月15日
学生姓名
穆子洲
专业班级
农学0902班
学号
2009014010205
指导教师
陶勇生
职称
副教授
所在学院
农学院
论文名称
玉米PPR插入位点突变表型的遗传分析
选题依据:
研究玉米作物株高遗传规律,可以玉米株高是重要的农艺性状,对作物的光和等重要的生理过程有影响。
株高是玉米品种的重要农艺性状之一,植株过高会降低种植密度、抗倒伏性和收获指数,过低则影响群体通透性、易患病虫害、降低生物产量。
对玉米来说,适当的株高是衡量一个优良品质的重要标志。
株高与产量、经济系数、光合特性和抗倒伏性均密切相关。
研究株高的遗传规律对育种工作具有一定的指导作用。
随着育种工作的进展,育种工作者把株高作为重要的选择性状,这不仅因为株高与其他重要经济性状(如抗到和产量等)存在一定程度的遗传相关性,而且株高本身是一个最直观的、最方便的选择指标。
因此,深入研作为育种工作者提供一些有益的遗传信息,进而推动育种工作的进展。
文献综述:
玉米是人类最重要的农作物之一,在世界上很多国家都被广为种植。
长期以来,玉米都是人类维持生存的基本食物和主要的动物饲料原料。
此外,非常多的生活必需品的加工都要用玉米作原材料。
基因组草图会帮助科学家解开玉米的基本生物学奥秘,人们可以借此寻找哪些基因能让玉米更有营养,哪些基因能使玉米更高效地被制取成乙醇。
在玉米价格走高、出口量上升、乙醇需求激增等因素影响下,由此来看,以基因作为工具的玉米“改造”之路,将前途无限。
玉米的全基因组测序工作的完成,对于玉米功能基因组学的研究开启了新的篇章。
玉米是基本食物来源和主要的动物饲料原料,也是植物遗传学研究的重要模式植物。
玉米基因组学研究是分子生物学的前沿领域,对认识生命现象的本质及农作物品种的改良具有深远意义。
玉米基因组学的研究也受到了世界各国的高度重视,北美、西欧和设在墨西哥的国际玉米小麦改良中心在该项研究中都投入了大量的人力和资金,研究进展十分迅速。
目前,玉米基因组研究向着以高密度遗传图谱为基础构建精细物理图谱和全基因组测序的结构基因组学方向发展。
这一工作的完成将大大地促进玉米功能基因组学研究,为基因克隆,功能基因组学,蛋白质组学和代谢组学奠定了良好的基础。
PPR基因家族的特点
1.1PPR蛋白的结构和特点
PPR基因编码一种以35个简并氨基酸为重复单位串连排列组成的蛋白质,称为PPR蛋白。
在每个PPR基序中,存在着酪氨酸、赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸等保守的氨基酸,在其它位置不存在明显的同源性。
在蛋白质分子内,PPR重复单元的数目由2到26个不等,平均是12个。
它们串连重复排列,大约占蛋白序列的2/3左右。
其中,约有一半的PPR蛋白重复单元之间没有被其它的氨基酸序列打断,而另一半PPR蛋白的重复单元之间有一段含有65到70个氨基酸残基的间隔区[1]。
由于这个基因家族与植物体中线粒体和叶绿体的功能有密切的联系,因而该基因家族的发现受到了研究者的极大关注。
PPR基序在各种生物中广泛存在,它与具有蛋白结合活性的TPR基序(重复单元含有34个氨基酸残基)有很大的相似性。
大多数PPR蛋白定位在叶绿体和线粒体中,对叶绿体和线粒体基因的表达具有重要的调节作用。
同时,在研究中也发现定位在细胞核内的PPR蛋白[2]。
1.2PPR蛋白的功能
尽管PPR基因在植物中大量存在,但到目前为止,仅仅对极少数不同生物的PPR基因的功能进行了分析。
它们大多数定位在细胞器叶绿体或线粒体上,对细胞器基因的表达与植物发育具有重要的调节作用。
叶绿体和线粒体是植物重要的细胞器,在植物的能量代谢和物质代谢中起着非常重要的作用。
从发现PPR基因家族以来,由于它在线粒体和叶绿体基因表达调控中具有重要作用,因此成为当前研究的一个热点。
1.3PPR位点与叶色突变
叶绿体和线粒体是植物重要的细胞器,在植物的能量代谢和物质代谢中起着非常重要的作用。
它们都是半自主性细胞器,具有自己的DNA,能进行自我复制、转录和翻译,但大多数叶绿体和线粒体基因初始转录产物都要经过加工才能成为成熟的RNA。
研究发现PPR蛋白作为RNA结合蛋白,其作用是在转录后水平上调节线粒体和叶绿体基因的表达。
这一过程相当复杂,包括许多高度特异的加工过程,如5’端和3’端的转录后修饰,顺式或反式剪切,转录本的稳定性和去稳定性等。
在生物体内,完整的线粒体的生物学发生过程需要核基因和线粒体基因的共同作用[3-5]。
研究表明,许多核基因编码的蛋白质在转录后水平上调节线粒体基因的表达。
PPR蛋白除参与叶绿体RNA的加工过程外,在线粒体RNA的加工过程中也具有重要的作用。
线粒体是能量代谢的重要细胞器。
它具有独立于核染色体之外的遗传物质,能编码提供自身生物发生和各项生命功能所需的部分遗传信息。
同大多数叶绿体基因一样,它的初始转录产物也必须经过核蛋白因子的加工过程才能成为成熟的RNA。
酵母PET309蛋白定位在线粒体上,对保持含有内含子线粒体基因COX1初始转录物的稳定性和成熟mRNA翻译起到了重要作用[6]。
展望
从发现PPR基因家族以来,由于它在线粒体和叶绿体基因表达调控中具有重要作用,因此成为当前研究的一个热点。
最近几年,对PPR基因的研究进展迅速,特别是对PPR基因的克隆与功能研究取得了一定的进展。
尽管取得了一定的进展,但当前仍面临许多问题,对PPR基因的克隆和功能分析,几乎全部来源于这些基因的突变体,但突变体的筛选和获得非常不易,这是因为许多突变体是致死的,或者在表型上没有明显的差异。
并且,对这些基因的功能分析也只停留在初级阶段,与这些基因相互作用的底物,以及如何相互作用,目前都不十分清楚。
但随着不同生物基因组测序工作的结束和生物信息学的发展,可以为将来PPR基因遗传和功能的深入研究提供一个有力的技术平台。
参考文献
[1]DingYH,LiuNY,TangZS,etal.ArabidopsisGLUTAMINE-RICHPROTEIN23isessentialforearlyembryogenesisandencodesanovelnuclearPPRmotifproteinthatinteractswithRNApolymeraseIIsubunitIII[J].PlantCell,2006,18(4):
815-830.
[2]BenneR,VandenBurgJ,BrakenhoffJP,etal.MajortranscriptoftheframeshiftedcoxIIgenefromtrypanosomemitochondriacontainsfournucleotidesthatarenotencodedintheDNA[J].Cell,1986,46(6):
819-826.
[3]MackenzieS,McIntoshL.Higherplantmitochondria[J].PlantCell,1999,11(4):
571-586.
[4]MulliganRM,WilliamsMA,ShanahanMT.RNAeditingsiterecognitioninhigherplantmitochondria[J].JHered,1999,90(3):
338-344.
[5]MantheyGM,McEwenJE.TheproductofthenucleargenePET309isrequiredfortranslationofmaturemRNAandstabilityorproductionofintron-containingRNAsderivedfromthemitochondrialCOX1locusof
Saccharomycescerevisiae[J].EMBOJ,1995,14(16):
4031-4043.
[6]MantheyGM,McEwenJE.TheproductofthenucleargenePET309isrequiredfortranslationofmaturemRNAandstabilityorproductionofintron-containingRNAsderivedfromthemitochondrialCOX1locusof
Saccharomycescerevisiae[J].EMBOJ,1995,14(16):
4031-4043.
研究方法、内容:
1BC3F2群体的构建
实验在保定市三分厂进行,雌花则要求在玉米须(花丝,柱头)没有从穗中抽出时就进行套袋(专用的羊皮纸袋雌袋),用大头针别好。
等雌花花丝抽出1-2厘米时,在第一天下午给散粉的雄花套大袋,并且用曲别针别好。
第二天上午进行自交或采粉杂交,并挂牌记录好授粉类型及授粉日期。
2玉米株高的测量
在玉米成熟期,测量其株高。
一般测量从玉米地面根部到雄穗顶部,采用的工具是杆尺,测量数据后并记录清晰。
记录数据后采用方差分析,多重比较和分布图的查看来得出最后结论。
3株高数据的处理
采用单因素方差分析,利用excel表对数据进行处理后,看其组间与组内差异是否显著,若是显著,则用多重比较方法做进一步分析。
进度安排:
12012.05种植试验材料。
22012.05~2012.06查阅相关资料,学习与本试验有关的实验技术。
32012.08~2012.09进行玉米授粉以及株高的测量
4 2013.01~2013.06撰写论文并修改,准备答辩
指导教师意见:
论文选题针对性强,试验材料有代表性,试验方案可行,预期结果明确,同意开题。
指导教师:
2012年5月15日
审核小组成员
姓名
职称
备注
姓名
职称
备注
开题报告记录:
审核小组评语:
审核小组组长:
(签字)
2012年5月15日
学院意见:
院长:
年月日
河北农业大学本科毕业论文指导教师评阅书
学生姓名:
穆子洲 学号:
2009014010205
专业班级:
农学0902 所在学院:
农学院
论文题目:
玉米PPR插入位点突变表型的遗传分析
河北农业大学农学院,河北保定071001
指导教师评语:
该同学遵守学校的各项规章制度,对工作认真负责,能够较好的完成各项实习任务。
学习态度端正,具有较为扎实的生物科学基础理论和专业知识。
论文通过含有PPR插入位点的玉米BC3F2群体,建立玉米PPR插入位点与株高表型的关联;筛选含有PPR插入位点的株高突变体。
利通生物统计学方法分析测量的株高数据来确定PPR基因是否与玉米株高性状相关联。
实验结果表明PPR基因与玉米株高性状发育不相关。
试验设计科学合理,研究方法可行,工作量较大,符合本科论文要求。
论文写作格式规范,条理清楚,符合一般科技论文写作要求。
该生阅读文献资料较多,基本掌握了本学科领域的基础理论和专业知识。
论文不足之处:
(1)文章参考文献尚需进一步完善
(2)注意文中个别专业词
成绩评定:
是否同意答辩:
同意答辩
指导教师(签名):
年月日
河北农业大学
本科毕业论文答辩评分表
评分指标
分值
评价内容
得分
论文选题
10
选题有重要理论意义或实用价值。
立题依据充分。
文献引用
12
阅读、引用文献资料较广泛,较全面了解本领域学术动态,综合分析能力较强。
论文难度
及工作量
14
难度较大,工作量大。
论文成果
的创新性
12
有独到见解,有较大的创新性成果。
理论基础与科研能力
16
具有坚实的基础理论和系统的专门知识,具有较强的独立从事科研工作的能力,研究方法和技术体系得当。
写作能力
16
条理清楚,层次分明,说理透彻,文笔流畅,表格、绘图准确规范,中外文摘要简明扼要,语句通顺,语法正确,符合科技写作规范。
答辩报告
10
能简明扼要、重点突出地阐述论文或设计的主要内容,有新见解,结论明确;时间掌握恰当。
回答问题
10
思维敏捷,逻辑性强,准确流利地回答各种问题。
总分
100
注:
本表为答辩小组成员评分用表,评分标准参照《河北农业大学毕业论文质量评定参考标准》
河北农业大学
2013届本科毕业论文答辩记录表
所在学院:
农学院专业班级:
农学0902班时2013年6月6日
学生姓名
穆子洲
学号
2009014010205
指导教师姓名
陶勇生
职称
副教授
毕业论文题目:
玉米PPR插入位点突变表型的遗传分析
答辩小组成员
姓名
职称
成绩
姓名
职称
成绩
答辩小组评语:
该生阅读文献资料较多,掌握了本学科领域的基础理论和专业知识。
论文立题依据充分,试验设计合理,研究方法可行,数据翔实可靠。
论文写作条理清晰,格式规范,符合一般科技论文写作要求。
论文答辩中重点突出,思维敏捷,回答问题正确。
答辩小组组长:
(签字)
年月日
答辩成绩:
注:
本表与学生毕业论文(设计)一同在学院存档(必须用钢笔书写)
河北农业大学
本科毕业论文(设计)
题目:
玉米PPR插入位点突变表型的遗传分析
学院:
农学院
专业班级:
农学0902班
学号:
2009014010205
学生姓名:
穆子洲
指导教师姓名:
陶勇生
指导教师职称:
副教授
二O一三年六 月六日
玉米PPR插入位点突变表型的遗传分析
摘要:
【目的】利用有PPR插入位点的玉米BC3F2群体,建立玉米PPR插入位点与株高表型的关联;筛选含有PPR插入位点的株高突变体。
【方法】以优良玉米自交系Z31与具有原始来源活性W22:
:
Mu杂交构建诱变群体M1,M1自交获得M2子粒,田间种植,对其进行植株表型性状的考察。
对有突变性状的M2与亲本Z31连续回交得到BC3F1,再自交获得BC3F2,经生物统计学方法解析其株高形状的变异。
【结果】PPR插入位点构建的分离群体与玉米株高性状没有出现共分离现象。
【结论】PPR基因与玉米株高性状发育不相关。
关键词:
玉米;株高;PPR基因
GeneticanalysisofPPRinsertionmutationphenotypeofMaize
Abstract:
【Objective】WithmaizeBC3F2populationofPPRinsertionsite,constructionofmaizePPRinsertionsiteandstrainsassociatedwithhighphenotypicscreeningofmutantstrains;highcontainingPPRinsertionsite.【method】withmaizeinbredlinesZ31andW22:
withtheoriginalsourceactivity:
MuhybridconstructmutationgroupsM1,M1selfedtoobtainM2seed,fieldplanting,studyontheplantphenotypictraits.TheM2anditsparentZ31mutantsincontinuousbackcrossBC3F1,thenwereobtainedbyBC3F2,biostatisticsanalyticalmethodanditsheightshapevariation.【results】PPRinsertionsiteconstructionsegregationpopulationandmaizeplantheightwereisolatedphenomenondoesnotappear.【Conclusion】PPRgeneandmaizeplantheightdevelopmentofcharactersnotrelated
Keywords:
corn;plantheight;PPRgene
引言
玉米是人类最重要的农作物之一。
玉米基因组测序的完成,为玉米功能基因组学研究开辟了光明前景。
转座子标签技术是构建转座子插入诱变突变性状与基因功能联系的有效途径。
转座子又称跳跃因子,是一段DNA片段,可以在生物的染色体组中从染色体的一个位点“跳”到另一个位点或从一条染色体转移到另一条染色体上。
1951年McClintock[1]就发现了DNA转座子。
PPR基因家族是在植物中发现的最大家族之一,广泛存在真核生物中,在拟南芥和水稻中分别约有466和650个成员,但在原核生物中的分布很少。
它是以35个氨基酸为重复单位连续排列在一起为主要特征的,在动物基因组中发现的PPR基因的数目很少,编码的蛋白质产物不到10个,而在植物中,PPR基因形成了一个庞大的基因家族,有上百个成员。
PPR蛋白家族在植物的生长发育、细胞器组成、细胞质雄性不育的育性恢复、RNA的编辑加工、细胞核与细胞器之间信号传递、逆境防御等方面具有重要作用。
在玉米育种过程中,玉米株型及其衍生的抗劣性、耐密性、抗倒性、结实性等具体指标是影响产量的重要因素。
株高是玉米品种的重要农艺性状之一。
对玉米来说,适当的株高是衡量一个优良品质的重要标志。
株高与产量、经济系数、光合特性和抗倒伏性均密切相关[2-4]。
研究玉米株高的遗传规律对育种工作具有一定的指导作用。
随着育种工作的进展,育种工作者把株高作为重要的选择性状,这不仅因为株高与其他重要经济性状(如抗倒和产量等)存在一定程度的遗传相关性,而且株高本身是一个最直观的、最方便的选择指标。
因此,深入研究玉米株高遗传规律,可以作为育种工作者提供一些有益的遗传信息,进而推动玉米育种工作的进展。
本实验原理是利用转座子标签技术,构建转座子插入诱变突变性状与基因功能联系。
通过含有PPR插入位点的玉米BC3F2群体,建立玉米PPR插入位点与株高表型的关联;筛选含有PPR插入位点的株高突变体。
利通生物统计学方法分析测量的株高数据来确定PPR基因是否与玉米株高性状相关联。
1材料方法
1.1材料
以优良玉米自交系Z31与具有原始来源活性W22:
:
Mu杂交构建诱变群体M1,M1自交获得M2子粒,对每个自交M2果穗选取20粒花斑籽粒进行种植,对其进行植株表型性状的考察。
对有突变性状的M2与亲本Z31连续回交得到BC3F1,再自交获得BC3F2,田间种植作为本实验的材料。
1.2方法
1.2.1BC3F2群体的构建
实验在保定市三分厂进行,雌花则要求在玉米须(花丝,柱头)没有从穗中抽出时就进行套袋(专用的羊皮纸袋雌袋),用大头针别好。
等雌花花丝抽出1-2厘米时,在第一天下午给散粉的雄花套大袋,并且用曲别针别好。
第二天上午进行自交或采粉杂交,并挂牌记录好授粉类型及授粉日期。
1.2.2玉米株高的测量
在玉米成熟期,测量其株高。
一般测量从玉米地面根部到雄穗顶部,采用的工具是杆尺,测量数据后并记录清晰。
记录数据后采用方差分析,多
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 米玉 ppr 插入 突变 表型 遗传 分析 本科 毕业设计