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1、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
2、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
3、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： 1 2012.05种植试验材料。2 2012.052012.06查阅相关资料，学习与本试验有关的实验技术。3 2012.082012.09 进行玉米授粉以及株高的测量42013.012013.06 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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、，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1.1 PPR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
9、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 。1.2 PPR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
10、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。1.3 PPR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
11、。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。
12、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
13、有力的技术平台。参考文献1 Ding YH, Liu NY, Tang ZS, et al. Arabidopsis GLUTAMINE-RICH PROTEIN23 is essential for earlyembryogenesis and encodes a novel nuclear PPR motif protein that interacts with RNA polymerase II subunit III J.Plant Cell, 2006, 18(4): 815-830.2 Benne R, Van den Burg J, Brakenhoff JP, et al.
14、Major transcript of the frameshifted coxII gene from trypanosomemitochondria contains four nucleotides that are not encoded in the DNAJ. Cell, 1986, 46(6): 819-826.3 Mackenzie S, McIntosh L. Higher plant mitochondria J. Plant Cell, 1999, 11(4): 571-586.4 Mulligan RM, Williams MA, Shanahan MT. RNA editing site recognitio
