水稻耐镉突变体的鉴定
通过测定不同水稻突变体在100 μmol/LCd处理后的相对根长和相对株高，筛选出了2种镉耐性水稻和3种镉敏感性的水稻突变体材料。Cd处理15-20天后，耐镉品种在添加了Cd的营养液中失绿现象较轻，镉敏感品种的水稻失绿情况严重。其中，编号为ZFP36、ASP的水稻突变体具有耐镉性，在Cd处理下生长情况相对良好；另三个材料EQ26、HSF9、MYB为镉敏感型水稻突变体。此外，提取了粳稻中花11及不同突变体中的DNA，通过PCR扩增，检测了T-DNA插入突变体的基因型，得到了1种T-DNA插入的中花11纯合突变体与2种T-DNA插入的杂合突变体。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 实验材料 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 水稻的种植与耐镉种的筛选3
1.2.2 数据处理3
1.2.3 突变体的种植3
1.2.4水稻叶片DNA的抽提3
1.2.5 突变体DNA的PCR检测3
2 结果与分析4
2.1 耐镉水稻突变体筛选4
2.2 水稻突变体基因型鉴定 5
3 讨论6
3.1 不同水稻突变体的耐镉鉴定6
3.2 TDNA标签插入水稻耐镉突变体基因型的鉴定7
致谢8
参考文献8
水稻耐镉突变体的鉴定
引言
引言
镉(Cd)是一种比较稀有的金属元素，是一种毒性极强的重金属。Cd会通过各种工业活动、环境沉积物以及硫酸盐等肥料的副产品释放到环境中，造成重金属污染，对植物产生危害。镉离子在进入根系细胞后对植株产生毒害作用并引起植株产生一系列不良反应；也可以被转运进入植株地上部发挥相同的毒害作用，对植物根系的影响主要表现为是植物的根系变短变粗；植物茎的长度变短，叶片卷曲失绿，叶片边缘黄褐色化。Cd还可以抑制禾本科农作物根系和地上部分生长，造成作物分蘖数减少，Cd还会破坏木质部组织，造成植物的疏导能力下降，最终导致产量下降甚至死亡。Cd累积还会对植物营养元素的吸 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
收产生抑制，干扰植物细胞的正常代谢，直接或间接地对植物产生伤害。
此外，Cd是生物迁移性较强的重金属，会在生物体内富集并通过食物链进入人体。累积达到一定程度后，会造成人体慢性中毒，对健康产生危害。在1974年时，联合国环境规划署(UNEP)和国际劳动卫生重金属委员会就已经将Cd定为重点污染物，在美国毒物管理委员会(ATSDR)列出的危及人类健康的有毒物质排名中位居第六位[1]。
随着近年来工业的发展，无节制的工业废水排放导致水体和土壤的重金属污染不断泛滥，有数据显示，我国Cd污染土壤的面积已经超过了20万平方千米，占总耕地面积的约1/6[2]，土壤Cd污染物位点超标率高达7%[3]。越来越多的农作物因为收到Cd污染的影响，出现了大面积减产的情况。所以，通过基因技术培育具有Cd耐性的植物来避免Cd污染造成的农作物减产，降低Cd对人体健康的威胁就显得尤为重要。而分离并筛选出抗性相关基因对于培育具有高耐镉性的植物，加快对Cd污染的修复具有重要意义。
突变体是指生物体的某个性状发生可遗传变异或某个基因发生突变。常用的构建植物突变体库的方法主要有以下3种，(1)理化诱变突变体库(2)植物转座子标签突变体库(3)农杆菌介导的DNA插入突变体库。
化学诱变构建突变体库最常用的方法是采用烷化剂，如：N甲基N亚硝基脲(Methylnitrosourea,MNU)、甲基磺酸乙酯(Ethyl Methane Sulfonate,EMS)等化学试剂诱变，除使用烷化剂诱变外，碱基类似物，如：5溴尿嘧啶；抗生素，如：链霉黑素以及诸如亚硝酸等的其它类型诱变剂；物理因素诱变构建突变体库则经常使用X射线、γ射线等物理辐射对植物种子进行处理。再对经过理化诱变处理的植物表型进行观察、对比，从而构建通过理化诱变获得的突变体库[4]。这些诱变剂往往会引起植物基因组的DNA发生突变。例如EMS引起的突变会使DNA发生G到A的点突变。
转座子（transposon）是大部分生物染色体上的可移动的遗传因子，又被称为跳跃基因。转座子标签库是指把转座子插入植物基因组引起插入位点的基因失活，从而构建出植物突变体库，有转座子和逆转座子两类。玉米Ac/Ds(Activator/Dissociation)转座子系统是转座子标签构建突变体中常见的转座子系统。而在水稻当中，也已经成功使用Ac转座子作为分子标记构建出了水稻突变体库[56]。在水稻中，Tosl0、Tosl7、 Tosl9、Tos25和Tos27这五种逆转座子已经被证明具有一定的转座活性。在这些具备转座活性的水稻转座子中，Tosl7拥有最强的转座活性[78]。已经有学者成功构建出了水稻大型Tosl7插入的突变体库，而突变体相关的TDNA数据库也正在被不断完善[9]。
Ti质粒（Ti plasmid）为植物根癌农杆菌（Agrobactertium tumefaciens）菌株中存在的质粒，其中的冠瘿碱合成基因和冠瘿瘤生长基因可以与植物核内DNA组合来表达信息，这一DNA区段就是TDNA。Ti质粒既有在细菌中表达的基因，又有在高等植物中表达的基因，具有整合到植物基因组的特性。农杆菌转化法向植物基因组中插入目的DNA的原理就是将农杆菌中的TDNA替换成外源目的基因或其他元件，以Ti质粒作为外源基因的载体将目的基因整合到植物的基因组中。TDNA插入的靶位点附近，植物基因功能会产生变化。基因功能产生变化的种类是由插入位点的位置决定的，如果插入位点在植物基因的编码区，就有可能导致靶位点的基因失活；如果TDNA插入位点位于非翻译区，则多个基因的表达量可能会同时发生变化。
随着上世纪70年代以来，理化诱变构建人工突变体的方法在育种中的大范围应用，以及农杆菌转化法和转座子标签等突变体构建的方法的发展，使突变体研究获得了巨大的进步[1011]。随着水稻全基因组测序的完成，水稻突变体已被广泛应用于水稻的连锁分析、基因克隆和功能分析[12]。
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摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 实验材料 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 水稻的种植与耐镉种的筛选3
1.2.2 数据处理3
1.2.3 突变体的种植3
1.2.4水稻叶片DNA的抽提3
1.2.5 突变体DNA的PCR检测3
2 结果与分析4
2.1 耐镉水稻突变体筛选4
2.2 水稻突变体基因型鉴定 5
3 讨论6
3.1 不同水稻突变体的耐镉鉴定6
3.2 TDNA标签插入水稻耐镉突变体基因型的鉴定7
致谢8
参考文献8
水稻耐镉突变体的鉴定
引言
引言
镉(Cd)是一种比较稀有的金属元素，是一种毒性极强的重金属。Cd会通过各种工业活动、环境沉积物以及硫酸盐等肥料的副产品释放到环境中，造成重金属污染，对植物产生危害。镉离子在进入根系细胞后对植株产生毒害作用并引起植株产生一系列不良反应；也可以被转运进入植株地上部发挥相同的毒害作用，对植物根系的影响主要表现为是植物的根系变短变粗；植物茎的长度变短，叶片卷曲失绿，叶片边缘黄褐色化。Cd还可以抑制禾本科农作物根系和地上部分生长，造成作物分蘖数减少，Cd还会破坏木质部组织，造成植物的疏导能力下降，最终导致产量下降甚至死亡。Cd累积还会对植物营养元素的吸 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
收产生抑制，干扰植物细胞的正常代谢，直接或间接地对植物产生伤害。
此外，Cd是生物迁移性较强的重金属，会在生物体内富集并通过食物链进入人体。累积达到一定程度后，会造成人体慢性中毒，对健康产生危害。在1974年时，联合国环境规划署(UNEP)和国际劳动卫生重金属委员会就已经将Cd定为重点污染物，在美国毒物管理委员会(ATSDR)列出的危及人类健康的有毒物质排名中位居第六位[1]。
随着近年来工业的发展，无节制的工业废水排放导致水体和土壤的重金属污染不断泛滥，有数据显示，我国Cd污染土壤的面积已经超过了20万平方千米，占总耕地面积的约1/6[2]，土壤Cd污染物位点超标率高达7%[3]。越来越多的农作物因为收到Cd污染的影响，出现了大面积减产的情况。所以，通过基因技术培育具有Cd耐性的植物来避免Cd污染造成的农作物减产，降低Cd对人体健康的威胁就显得尤为重要。而分离并筛选出抗性相关基因对于培育具有高耐镉性的植物，加快对Cd污染的修复具有重要意义。
突变体是指生物体的某个性状发生可遗传变异或某个基因发生突变。常用的构建植物突变体库的方法主要有以下3种，(1)理化诱变突变体库(2)植物转座子标签突变体库(3)农杆菌介导的DNA插入突变体库。
化学诱变构建突变体库最常用的方法是采用烷化剂，如：N甲基N亚硝基脲(Methylnitrosourea,MNU)、甲基磺酸乙酯(Ethyl Methane Sulfonate,EMS)等化学试剂诱变，除使用烷化剂诱变外，碱基类似物，如：5溴尿嘧啶；抗生素，如：链霉黑素以及诸如亚硝酸等的其它类型诱变剂；物理因素诱变构建突变体库则经常使用X射线、γ射线等物理辐射对植物种子进行处理。再对经过理化诱变处理的植物表型进行观察、对比，从而构建通过理化诱变获得的突变体库[4]。这些诱变剂往往会引起植物基因组的DNA发生突变。例如EMS引起的突变会使DNA发生G到A的点突变。
转座子（transposon）是大部分生物染色体上的可移动的遗传因子，又被称为跳跃基因。转座子标签库是指把转座子插入植物基因组引起插入位点的基因失活，从而构建出植物突变体库，有转座子和逆转座子两类。玉米Ac/Ds(Activator/Dissociation)转座子系统是转座子标签构建突变体中常见的转座子系统。而在水稻当中，也已经成功使用Ac转座子作为分子标记构建出了水稻突变体库[56]。在水稻中，Tosl0、Tosl7、 Tosl9、Tos25和Tos27这五种逆转座子已经被证明具有一定的转座活性。在这些具备转座活性的水稻转座子中，Tosl7拥有最强的转座活性[78]。已经有学者成功构建出了水稻大型Tosl7插入的突变体库，而突变体相关的TDNA数据库也正在被不断完善[9]。
Ti质粒（Ti plasmid）为植物根癌农杆菌（Agrobactertium tumefaciens）菌株中存在的质粒，其中的冠瘿碱合成基因和冠瘿瘤生长基因可以与植物核内DNA组合来表达信息，这一DNA区段就是TDNA。Ti质粒既有在细菌中表达的基因，又有在高等植物中表达的基因，具有整合到植物基因组的特性。农杆菌转化法向植物基因组中插入目的DNA的原理就是将农杆菌中的TDNA替换成外源目的基因或其他元件，以Ti质粒作为外源基因的载体将目的基因整合到植物的基因组中。TDNA插入的靶位点附近，植物基因功能会产生变化。基因功能产生变化的种类是由插入位点的位置决定的，如果插入位点在植物基因的编码区，就有可能导致靶位点的基因失活；如果TDNA插入位点位于非翻译区，则多个基因的表达量可能会同时发生变化。
随着上世纪70年代以来，理化诱变构建人工突变体的方法在育种中的大范围应用，以及农杆菌转化法和转座子标签等突变体构建的方法的发展，使突变体研究获得了巨大的进步[1011]。随着水稻全基因组测序的完成，水稻突变体已被广泛应用于水稻的连锁分析、基因克隆和功能分析[12]。
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