低能N393B+诱导拟南芥突变体DNA变异的研究.doc

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中文题目 低能N+诱导拟南芥突变体DNA变异的研究 外文标题 Studies on variation of DNA sequences in Arabidopsis thaliana induced by low-energy N+ implantation 论文作者 田聪聪著 导师 魏传 学科专业 生化制药 论文页码总数 13页 关键词 DNA 突变体 植物遗传学 低能离子束 育种应用 中文摘要 离子注入诱变育种技术简单地说,离子注入诱变育种就是利用离子注入进行生物诱变育种的一种新的育种技术。我们知道,离子束与生物的相互作用不仅有物理的和化学的,而且还会引起强烈的生物效应,从而促使生物产生各种变异(其中有许多是自然条件下极为罕见或难以产生的),我们可以从中选出所期望的优良变异,经过培育而成为一种新品种。 低能离子束的诱变效应首先由我国科学家发现并将其广泛应用于育种实践,但是离子注入诱导DNA变异的研究结果主要是以微生物离体质粒DNA为材料获得的,以活体高等生物为材料的研究尚未见报道。 另外,低能离子注入诱变获得的突变体特异表达基因的克隆方面也没有报道。我们以突变体T80Ⅱ作为实验材料,用PCR增效的减法杂交技术构建了T80Ⅱ特异表达的cDNA减法文库,克隆特异表达的cDNA片段,并对其中1个与14-3-3 protein GF14 nu(GRF7)gene有部分同源性、长712bp的cDNA片段进行了讨论。我们的研究证明通过减法杂交技术克隆低能离子诱发的突变体特异表达的cDNA是可能的,这为低能离子注入技术在分子生物学上的应用开辟了一个新思路。在这个过程中,实现了在物理实验室基础上将物理诱变和生物育种相结合的工作,并为今后微生物离子注入诱变种工作奠定了技术基础和知识储备.。 目录 1文献综述 1.1低能离子束育种技术的开发 1.2低能离子束在生物技术中的应用研究 1.3对低能离子注入在微生物育种中的思考及结果分析 2引言 3材料与方法 4结果与分析 4.1N+注入对微生物细胞的直接作用观察 4.2N+注入对微生物育种的影响 5 讨论 5.1 关于低能离子注入对微生物细胞的刻蚀损伤及其对损伤修复的影响 关于低能离子对微生物育种应用中应注意的主要问题 6 结论 7 参考文献 文献综述 1.1低能离子束育种技术的开发 我国采用离子注入诱变育种技术,在培育水稻、棉花、烟草、番茄等农作物新品种上所取得的进展与成果;利用离子注入技术进行高光效农作物育种所取得的进展;并展望了离子注入诱变育种技术在我国农作物育种上的开发应用前景 1.2低能离子束在生物技术中的应用研究 自从发现离子注入生物效应后,低能离子与生物体系相互作 研究在我国率先兴起,并很快投入应用.简要介绍低能离子注入生物效应的机理研究和应用研究的进展状况,并展望未来. 1.3低能N+注入诱导拟南芥变异及突变体特异表达cDNA克隆 低能N+离子注入拟南芥引起处理当代(M0)种子的萌发率降低,并且降低的幅度随剂量的升高而增大.较高剂量离子处理的M2代植株中出现了较明显的表型变异,包括黄化、半致死、形态变异以及开花结实性状的改变等.对M2代植株进行随机引物扩增多态性DNA(RAPD)分析的结果表明,离子注入处理的拟南芥中有RAPD条带的缺失或增加,且变化频率与离子注入的剂量相关,而对照未发现有明显变化.80次剂量处理的M1代植株中有一株特别矮小,为典型的矮化变异体.以它的一个稳定的M6代矮化突变体T80II为材料,用PCR增效的减法杂交技术,构建减法文库,克隆特异表达的cDNA片段,其中1个712 bp的片段与GRF基因有部分同源性. 2 引言 随着PCR技术的发展和应用,1994年美国的stemmer提出了一个全新的人工分子进化技术——DNA Suffering(又称洗牌技术),该技术能模拟生物在数百年间发生的分子进化过程,并可在短的实验循环中定向筛选出特定基因编码的酶蛋白活性提高几百倍甚至上万倍的功能性突变基因。其基本原理是将来源不同但功能相同的一组同源基因,用DNA核酸酶I进行消化 产生随机小片段,由这些小片段组成一个文库,使之互为引物和模板,进行PCR扩增,当一个基因拷贝片段作为另一个基因拷贝的引物时,引起模板转换,重组因而发生,导入体内后,选择正突变体作新一轮的体外重组。一般通过2-3次循环,课获得产物大幅度提高的重组突变体。 离子注入微生物进行育种是20 世纪80 年代初兴起的一项高新技术,主要用于金属材料表面的改性。1986 年以来逐渐用于农作物育种,近年来在微生物育种中逐渐引入该技术。   离子注入时,生物分子吸收能量,并且引起复杂的物理和化学上的变化,这些变化的

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