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1、分类号UDC：密级莱阳农学院硕士学位论文Y1gqg高光效植物总DNA导入小麦的研究StudiesonintroducingthetotalDNAOfhighphotosynthesisefficiencypIantsintowheats研究生姓名：胡文明导师姓名：王岳光副教授专业：作物遗传育种研究方向：小麦遗传育种2005年5月摘要本试验采用花粉管通道法将玉米、稗草和螺旋藻的总DNA导入不同的小麦品种(系)中，并对其后代的农艺性状表现、细胞学以及蛋白质方面的变异进行了研究，结果如下：1对导入当代收获的种子的发芽率进行研究分析，发现处理后的种子的发芽率低于对照，说明外源DNA的导入影响了小麦的发
2、芽率。外源DNA的导入对小麦的发芽势也有抑制作用，表现为外源DNA处理的小麦虽可发芽，但是生长缓慢，甚至出现叶的失绿、卷曲等现象。原因可能是外源DNA的导入使细胞内的某些酶发生变化，而这些酶对细胞的发芽率和发芽势有直接影响。2对小麦品种94Il处理后代农艺性状的观察发现，在用玉米B的DNA处理的后代中，突变率比较高，总变异率高达30，其表现为芒性由有芒变为无芒，植株高度出现变异，穗形也出现变异，由长方形变为纺锤形，此外还发现了抗病性的变异。94ll的其他处理的变异率为6一lO。通过对955159的处理后代的农艺性状研究发现，各个处理的变异主要包括植株高度、芒性、叶耳颜色、灌浆期叶绿素含量等方面
3、，其中灌浆期955159各处理与受体相比叶绿素含量的变化显著，955159各个处理的变异率为8一15。对鲁麦2l和96266的处理后代表现相似，变异辛要包括芒的有无、粗蛋白含量的变化，穗形的变化，以及分蘖数的变化，其他方面的形态变化不显著。：3对农艺性状变异的植株进行粗蛋白含量分析，发现在鲁_芰2l的各个处理中相差显著，鲁麦2l对照的粗蛋白含量为1862，在导入玉米A、玉米B、稗草和螺旋藻的DNA后的变异植株中分别发现了粗蛋门含量为1542、1920、1237、1402的变异个体。在高蛋白的96266中，其粗蛋白含帚为2111，在其处理后代中筛选到2317(玉米B处理)和1243(玉米A处理)
4、的超亲植株。4对导入当代收获的种子的根尖细胞的染色体进行检测，发现了两方面的变异。一方面是根尖细胞染色体数目的变化，包括染色体数目的增加和减少。染色体数目的减少比染色体数目增加的百分数稍大。另方面是有丝分裂行为的异常，包括染色体片段、染色体桥、染色体落后等，每一种异常分裂的概率在12。在本实验中还发现了体细胞联会现象，不过其染色体为24II十I，可以视为外源DNA导入的影响。5对DO代种子(D1)的谷蛋白电泳分析，发现处理后代中，在形态上发生了变异的植株与形态上未发生变异的植株中均检测到谷蛋白的变异，变异主要发生在高分子量的Y和0)区，不同的是在形态上发生了变异的植株中出现变异的概率更大，说明
5、利用农艺性状的选择来鉴定外源DNA导入的方法是可行的，并且说明有一些变异需要通过采用分子生物学的方法进行检测。在对玉米B的DNA处理小麦品种94ll的变异株进行的谷蛋白检测中，各个不同的变异株的种子的谷蛋白谱带大部分相同，但在同一植株的不同的种子中，某些谷蛋白谱带的深浅不同，即谷蛋白含量的多少不同，说明通过外源DNA的导入确实能够改变受体的谷蛋白组成，并且对同一变异株的后代进行选择，能够选择到谷蛋白组成相同但是各个谷蛋白组分相对含量不同的株系。6对DO代种子(D1)进行醇溶蛋白电泳分析，其电泳图谱的变异也是主要发生在高分子量的Y和区，在以94ll为受体的处理中，除了大部分与受体94ll的电泳图
6、谱相同外，还增加了三条新的电泳带，缺失了受体中的一条带；在D0(鲁麦2lS)的电泳图谱中，出现的变异也是发生在Y和区，说明外源DNA的导入倾向于使较高分子量的蛋白质发生变异。在DO(96266B)所选择的形态变异单株的电泳图谱中，出现了谱带的增加与消失，也出现了谱带深浅的变化。天键同花粉管通道法外源DNA小麦发芽势染色体谷蛋白醇溶蛋白AbstractThetotalDNAf沁mmaize、EcmsgalIiandspirulinaplatensiswasintmducedintofourwheatcultiVarsmmughpolIentubepathway，mutantsofindiVidu
7、alswerestudiedontheagmnomictmit，chromosomeandproteincomposition，theresultswereasf-01low：1Throu曲theobservationa11alysistothegenninationpercentageofthecontemporaryseeds，it、vasfoundthatthegemlinationpercentageoftreatedseedswasdecreasedcomparedwithcontrastofthereceptor，itshowedthattheintroductionoftheex
8、oticDNAinnuencedthegenninationofwheatTheintmductionoftheexoticDNAalsoinnuencedgemlinationtendencyAlthoughwheatseedsthatwereintroducedbyexoticDNAcouIdsprout，buttheygrewslowlyeVenpresentedinstitutionofgreenlessandcurlyleafetcThereasonmaybethattheintroductionofexoticDNAmadesomeen巧mesinmeceUchange，and血e
9、seenzymeshadadirectinfluenceonthegeminationpercentageofthecellandtendencyofsprouting2ThemutantSofagronomictmitsintreated94l1werewide，includingthechangeofawn，wheatheight，earshapeanddiseaseresistanceThetotalVariationratewasupto30nleVariationratesof94llothertreatmentwerebet、veen6andl0IntheindiVidualsof
10、treated955I59，thevariationmainlyincludedthechangeofwheatheight，awn，colorofleafearandchlorophyllcomentetcEspecialIy，thechangeofchlorophyllcontentwassignincamIydiffbrentamongvarioustreatmentsThetotalVariationrateamongdifkrent“atmentof955l59wasbetween8andl5Theva“ationin1umai2Iand96266includedcontentofD
11、roteincontent，theawn，theshapeofear，andthenumberofearinindividual，otheraspectschangedalittIe3Byanalysisoftheproteincontentinmutantwheatofagronomicstreats，itwasfoundthatdifrerentmutantinlumai2lhadadis“nctproteincontentTheprotelncontentinlumai2l(CK)wasl862，buttheproteincontentinD0(Iumai2IA)、D0(1umai2lB
12、)、DO(1umai2lD)、DO(1umai2lS)was1542、1920、1237、l402respectiVelyTheproteincontentoflwheatVariety96266ishi曲(2111)，butasuperhigh(2317)andasuperIow(1243)mutantsinDO(96266A)andDO(96266xB)respectiVelywerefound4BystudyingtheroottinecellinDo，twokindsofvarIationwerefoundOnewas山emutantofthechromosomenumberinroo
13、ttineceII，includingincreaseanddecreasecomparedwithcontrastThedecreaseofchromosomenumberhadaslightIygreaterpercentagethantheincreaseofchromosomenumberThea九oIherVa“ationwasabnormalkaryokinesisincludingthechromosomefhgment，chmmosomebridge，chromosomelagetc，Eachhadaprobabilitybetween1and2Inourexperiment，
14、thesomatocellpartnershiphadbeenfound，butitschromosomenumberwas24II十I5UsingtheofsodiumdodecylsuI【mepolyacrylamidegelelectrophoresis(SDsPAGE)inD1，itwasfoundthatbothkindsofthewheathaVingagronomicstmitmutantornothads追nincantdifrerencewithcontrasthadmutantin鲥uteninThechangesmainlytakenplacein丫orhi曲moIecu
15、ledistrictbutthemutantwheathadahi曲ermutant行equencyinsDsPAGEthanthe0nesthatmutantlessinagronomicstraitItshowedthatagronomicsaitwasfeasibIemarkinselectingmutantindiv试ualandsomeva“ationneedbemeasuredbybi0109yInDO(94llB)，eachmu妇ntindividuaIhadthesimiIaritywiththecontmst，butstillhadsomedifferenceInthesam
16、emutanlindividuateachseedhadthesamecomponentswithothers，buttherelatiVecontentwasdifrerent。6usingtheofacjdpolyacrylamidegeIelec仃I)phoresisanaIyse，itwasfoundthat【heglidianva“atlontakenplacemainlyin丫anddistrict，tooInthetreatmentof94ll，themajorityofelectmphoresismarkwasthesameas9411con盯ast，threemoreelectrophoresisstripthancontrast，andIostaelectmphoresisstripin94l1contmst，InthemapofD0(1umai2lS)，thevariationa
