mu转座子介导的株高突变优势筛选
转座子的研究进展
转座子的研究进展摘要转座子是一类散布在基因组中序列重复的DNA片段，可以通过特定转座酶在基因组中移动，是DNA上可自主复制和移动的基本单位，存在于生物界的各个领域。
本文就转座子的分子结构、类型、转座机制、特点和功能及相关技术等方面做一综述。
关键词：转座子研究进展目录一前言 (1)二本论 (2)2.1转座子的分子结构 (2)2.2转座子的类型 (2)2.3转座子的转座机制 (3)2.4转座子的特点和功能 (3)2.5转座子相关技术 (3)2.5.1转座子分离方法 (3)2.5.2转座子基因标签技术 (4)2.5.3转座子定点杂交技术 (4)2.5.4转座子基因打靶技术 (4)2.5.5基因增补技术即非病毒转座子“睡美人苏醒”技术 (4)三结论 (5)参考文献 (6)一前言转座子又称跳跃因子，其实质是基因组上不必借助于同源序列就可移动的DNA片段，它们可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点[2]。
对于转座子的研究我们可以追溯到20世纪40年代，McClintock[1]在玉米中首次发现了染色体中存在一类不稳定的元件，但她的发现并没有引起广泛的关注。
直到20世纪七八十年代，随着在细菌中发现了Mu转座子，小鼠中发现了B1、B2转座子，灵长类中发现了Alu转座子后，人们才逐渐的认识到所有生物体中都普遍存在着转座子[3]。
生物界中存在众多与转座子有关的遗传变异的例子，如转座子插入外显子、调控区、内含子以及介导重组。
寄主与转座子是相互适应的，如寄主调控转座子的拷贝数，转座子对非编码区的插入偏爱，转座子拷贝数的自我调控等[4]。
二本论2.1转座子的分子结构转座子由下列成份所组成：（以Tn3为例）①反向重复序列（Inverted repeat）：首先是由电子显微镜观察到，随后的DNA序列分析则直接说明了转座子存在着末端反向重复序列。
Tn3有38个碱基对的末端反向重复序列，它是转座所必需的，可能与转座酶识别切割位点有关。
原核生物转座子的转座机制
原核生物转座子的转座机制1.引言1.1 概述原核生物转座子是一类具有转座能力的DNA序列，可以在基因组中移动位置并插入到新的位置。
转座是一种重要的基因组重组机制，能够在生物进化过程中产生遗传多样性。
在原核生物中，转座事件常常发生，对于细菌和古菌的基因组结构和功能起着重要的影响。
原核生物转座子具有多样的分类，包括细菌转座子和古菌转座子等。
细菌转座子一般以IS元件和转座酶为特征，可以分为复制转座子和保守转座子。
复制转座子通过复制转座机制进行移动，而保守转座子则是通过切割转座机制进行位置的重排。
古菌转座子的分类方式较为复杂，包括Tn元素、羧甲基转移酶和嵌合子等。
原核生物转座子的转座机制基本原理是通过转座酶的介导，将转座子从原有位置切割并插入到新的位置。
转座酶是一种特殊的酶类，能够识别和切割转座子两端的特定序列，并在目标位置引起切割和粘合的重组反应。
转座子的转座机制具有高度的特异性和选择性，可以确保转座子的准确插入和稳定遗传。
原核生物转座子的重要性不容小觑。
它们在细菌和古菌的基因组重组和进化中发挥着重要的作用，能够帮助适应环境变化，增加基因组多样性。
此外，原核生物转座子还参与了一些重要的生物学过程，如抗生素抗性的传播和基因调控的调整等。
未来的研究方向包括对转座子的结构和功能的深入研究，以及对其在细菌和古菌进化中的作用机制的进一步探究。
此外，对于转座子的调控机制、应用价值等方面也需要开展更多的研究。
通过对原核生物转座子的深入了解，有望揭示更多有关基因组的演化和多样性形成的奥秘。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以从以下几个方面展开：1.2 文章结构本文旨在探讨原核生物转座子的转座机制。
为了达到这个目的，文章将分为三个主要部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分将用来引出本文的研究背景和意义。
首先，我们将概述原核生物转座子的概念和分类，帮助读者了解转座子的基本知识。
然后，我们会详细介绍转座机制的基本原理，包括转座子的结构和作用方式等。
转座因子介绍
• Mu噬菌体为一37kb的线状DNA，两端各 带一小段大肠杆菌的DNA，这与该噬菌体 插人大肠杆菌染色体上有关。 • 距末端不远处也有类似于IS的序列，但位 置不对称。靠近一端处存在与转座有关的A、 B基因，它们分别编码70000和33000两 种蛋白，在A、B与末端之间有一C区，对A、 B有负调控作用。
宿主 DNA
过量的 OUT－RNA 与其配对，抑制 IN－RNA 的转录
甲基化阻止转录酶和 DNA 结合
甲基化阻止转录酶合成 图 23- 46 几种抑制 Tn10 专座的机制，主要是通过控专座酶的合成来调节
主要类型转座子
类型
细菌插入序 列（IS）
结构特征
TIRs;转座酶和或拆 分酶编码基因 IS组份；抗药基因 TIRs;蛋白质编码 基因（有内含子）
+
另一条链也被切
受体也被交错切割
图 23-42 交换结构经剪切释放 后导致非复制型转座子插入到靶 DNA 中，DR 包在两侧，供体留 下了一个双链缺口。
供体被释放
Tn 连接到靶上
图 23-43 Tn 的两条链先后被切割，然后转座子与切开 的靶位点连接。
3 转座作用的遗传效应
• • • • 引起插入突变 产生新的基因 产生染色体畸变 引起生物进化
2 转座因子的发现和检出
1951年McClintock提出转座（Transposition）和
跳跃基因(jumping gene)的新概念；
1967年Shapiro才在E.coli中发现了转座因子（transposable element）。
Barbara McClintock
(1902-1992)
基因操作原理题库2
一种利用CRISPR-Cas相关的转座系统实现目的基因的多拷贝整合——MUCICAT系统的原理和优势
利用CRISPR-Cas相关的转座系统，在细菌染色体上实现目的基因的多拷贝整合，以提高基因表达盒的表达剂量。
首先，让我们来看一些基本的概念：•基因表达盒是一段含有启动子、编码区和终止子等元件的DNA片段，可以在细胞中控制目的基因的转录和翻译。
•基因编辑是一种技术，可以在细胞的基因组上精确地增加、删除或替换特定的DNA序列，从而改变细胞的性状或功能。
•转座是一种遗传现象，指一段DNA片段从一个位置移动到另一个位置，可以在同一条染色体上或不同染色体之间发生。
•CRISPR-Cas是一种基因编辑工具，可以利用特定的RNA分子（称为crrna）来引导Cas蛋白（一种核酸酶）切割目标DNA序列，从而实现基因组的修改。
•同源重组是一种DNA修复机制，可以利用同源的DNA片段（称为供体DNA）来修复双链断裂（DSB）或填补切割掉的DNA序列。
•MUCICAT是本发明提出的一种新的基因编辑系统，它利用CRISPR-Cas相关的转座系统，在细菌染色体上实现目的基因的多拷贝整合。
首先优化目的基因表达盒的表达剂量是构建高性能生物催化剂（例如用于生产生物燃料或药物等物质的微生物）的重要环节，但目前常用的方法存在很多问题和局限性。
例如：o使用质粒作为载体，在遗传上容易不稳定，并且拷贝数受多种因素影响，难以精确控制。
o使用CRISPR-Cas将基因表达盒整合到染色体上，需要依赖于同源重组，但这种机制效率很低，并且每次操作耗时较长。
o使用其他方法（如CICHE、MU复制型转座等）实现染色体上基因表达盒的高拷贝插入，但这些方法也有缺点，如留有抗性标记、插入位置随机等。
•2019年两个研究组分别发表在Science和Nature上的两项相似的研究成果，它们都利用了细菌转座基因（即含有转座酶和转座序列等元件的DNA片段），将DNA序列精确地插入基因组而不切割DNA。
这两个系统分别被命名为CAST和INTEGRATE。
它们都可以利用CRISPR-Cas引导转座酶将目标DNA片段（称为cargo）插入到预设的位点上，并且不依赖于同源重组，也不留有抗性标记或双链断裂。
转座因子和转座
逆转录酶 RNA
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
gp41 gp120
包膜
基质蛋白
衣壳蛋白
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6.1.1 Genome Structure of Retrovirus
长末端 重复序列
正常的病毒基因
LTR gag
pol
env LTR
调节和 启动转录
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Enzymes involved
RNA polymerase
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Two fates of RNA:
▪ Translation:作为mRNA 翻译成病毒的蛋白质
▪ Packaging：作为病毒 RNA基因组被装配成新的 病毒颗粒
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座
逆转录病毒和反座子的循环 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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6.1逆转录病毒（Retroviruses）
• 具有包膜，圆球状，直径为 80~120nm
• 基因组是单正链RNA，3.5~9.0kb • 病毒颗粒中有逆转录酶 • 能整合于宿主细胞的染色体
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Reverse transcription
• From RNA to DNA
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David Baltimore
• 1970 • Reverse
transcription and Reverse transcriptase
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正链病毒 (Plus strand virus)
hzau微生物遗传七章细菌转座因子
细菌转座因子
转座因子（transposable element）是一类广泛存在于细菌、病 毒和真核生物DNA分子中一段可自主改变自身座位的DNA片 段，它可以在同一细胞内DNA复制子间转移，也可以在一个 复制子内部转移。 转座因子的共同特征是：插入寄主DNA后，导致基因失活； 插入时在靶DNA位点产生一个短的正向重复顺序。
3. 复制型转座涉及到两种类型的酶：一种是转座酶，它作用 于原位点的转座因子的两端序列；另一种是解离酶 （resolvase），它作用于复制拷贝的拆分。
四、Mu噬菌体的转座
转座噬菌体是具有转座功能的一类可引起突变的溶源性噬菌 体。这类噬菌体不论是进入裂解循环还是处于溶源状态，均 可整合到寄主染色体上。其中研究得较多的是Mu噬菌体。 Mu噬菌体(mutator phage)，即突变者的意思，不同于一般的 温和噬菌体： 1) Mu DNA几乎可插入到宿主染色体的任何一个位点上，而 一般的温和噬菌体在宿主染色体上有特定插入位点。 2) Mu噬菌体DNA的两端没有黏性末端，它的整合方式不同 于λ噬菌体，而类似于转座因子的作用
1. Mu噬菌体的遗传图
宿主DNA
晚期mRNA 合成激活因子 lys
头部和尾部基因
可变化末 端的宿主 DNA
整合复制
c attL
AB
C
D E H F G I T J KL M Y N P
R S U U’ S’ attR
2. Mu噬菌体的转座及其生活史
MuCts突变，受高温 诱导进入裂解循环
C蛋白表达
2. 复杂转座子(TnA转座子)
复杂转座子的长度约5000bp，它的两端是长度为30-40bp的 末端反向重复序列(IR)或正向重复序列(DR)，中央是转座酶 基因和抗药性基因。
诸葛健工业微生物育种学复习思考题参考答案
2.在体外(如试管中)利用DNA聚合酶进行DNA合成时需要添加哪些成分。
四种脱氧核苷酸、引物、DNA聚合酶、模板链。
3.大肠杆菌的转录终止子有哪些种类，各有什么特点。
蛋白质翻译的终止密码子有哪几种?大肠杆菌存在两类终止子：(1)不依赖于ρ因子的终止子，或称为简单终止子。
能形成发夹结构外，在终点前还有一系列(6个)尿苷酸；回文对称区通常有一段富含G-C的序列寡聚U序列可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板rU-dA组成的RNA-DNA杂交分子具有特别弱的碱基配对结构；当聚合酶暂停时，RNA-DNA杂交分子解开，转录终止。
(2)依赖于ρ因子的终止子。
回文结构不含富有G-C区；回文结构之后也没有寡聚U，必须在ρ因子存在时才发生终止作用，ρ因子结合在新合成的RNA上，借助水解NTP获得的能量沿RNA链移动。
RNA聚合酶遇到终止子时发生暂停，ρ因子追上酶，ρ因子与酶相互作用，造成RNA释放。
ρ因子与RNA聚合酶一起从DNA上脱落，转录终止。
蛋白质翻译的终止密码子有UAA、UAG、UGA4.用基因工程手段将一个大肠杆菌的乳糖操纵子的阻遏蛋白基因敲除后，这大肠杆菌的β-半乳糖苷酶基因是否在任何情况下都表现为高水平的转录。
不是，乳糖操纵子不仅有反式作用元件（乳糖阻遏子）还受顺时作用因子（DNA 序列如启动子等）的调控。
LAC子CAP是一个积极的乳糖阻遏蛋白的调节是一个负调节因子，两个调整机构调整的基础上存在的碳源性质和协调乳糖操纵子的表达水平。
5.基因发生移框突变后，基因编码的蛋白质一般是变得更短还是更长，为什么?移框突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变，其后果是翻译出的蛋白质可能完全不同。
因此这个不一定。
如果移码后，出现了新终止子，就变短了。
如果没有了终止子，就变长了。
无论变长或变短，都不一定有活性。
6.请设想一种利用转座子向工业微生物菌种中导人外源基因的方案.转座子(Transposon)，又名转位子、跳跃基因是一类DNA序列，它们能够在基因组中通过转录或逆转录，在内切酶的作用下，在其他基因座上出现。
国家自然科学基金青年基金标书正文
报告正文1. 立项依据与研究内容（1）项目的立项依据。
（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。
附主要参考文献目录）微生物遗传学的一个基本问题是细菌如何维持和改变自身的基因组大小和结构以适应不断变化的外界环境[1-3]。
已知细菌有多种机制来改变自身基因组大小，如基因丢失、基因水平转移、基因复制（Duplications）等等[4, 5]，因此细菌的基因组总是处于不断变化的状态。
如Lukjancenko等人对已公布的61株大肠杆菌基因组序列进行分析[6]，发现仅有6%的基因存在于所有的菌株中，这些基因被称为核心基因（core genes）；而某些菌株中的重要基因却在另一些菌株中出现缺失。
因此，细菌基因丢失（gene loss or genome reduction）也是细菌基因组进化中的重要过程之一，其动力和机制也是微生物遗传学的研究热点之一。
常见的基因丢失机制主要有两种：同源重组[7]和随机丢失[8, 9]。
同源重组介导的片段丢失概率较高，但是必须具有一定的同源序列，如大肠杆菌RecA系统介导的同源重组要不少于25bp的同源片段[10]；猪链球菌中长度为89 kb的致病岛在整合酶介导下出现剪切和转移的概率约3.2×10-4，其两侧的同源序列长度为15 bp[11]。
而随机丢失是所有生物DNA复制过程中都有可能出现的错误，由于细菌中存在多种基因组保护机制，如同源重组系统、非同源末端连接、错配修复等[12, 13]，因此，随机丢失的概率是很低的，如伤寒沙门菌出现DNA丢失的概率在0.5×10-9 ~ 2.2×10-8左右[1]。
本课题组于2014年报道了一种新的细菌耐受噬菌体现象：铜绿假单胞菌可丢失大片段基因组DNA从而耐受噬菌体的感染，我们曾将这种机制称为“断臂求生”[14]。
三种可遗传的变异课件
三种可遗传的变异课件xx年xx月xx日contents •引言•基因突变•染色体变异•基因重组•变异在生物进化中的关系•变异在人类健康中的应用目录01引言遗传学是生物学的重要分支，研究生物遗传和变异的机制和规律遗传变异是生物进化的基础，也是生物多样性的重要来源本课件主要介绍三种常见的可遗传变异课程背景1遗传变异的定义23遗传变异是指生物个体之间存在的遗传物质差异这些差异可以是DNA序列的改变、染色体数目的变化或结构变异遗传变异可以是自然形成的，也可以是人工诱变的遗传变异的分类可遗传变异包括突变、基因重组和染色体变异基因重组是指生物个体内的基因从一个亲本遗传到另一个亲本的过程突变是指DNA序列的随机、自发或人工诱发的改变染色体变异是指染色体数目或结构的改变，包括缺失、重复、倒位和易位等02基因突变基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。
定义点突变、插入突变、缺失突变、复制数变异、逆转录酶介导的突变、转座子介导的突变、 transposon 介导的突变等。
类型基因突变的定义和类型接触或摄入某些化学物质，如烷化剂、亚硝酸盐等。
化学诱变物理诱变生物诱变紫外线、X射线、激光等。
某些病毒或细菌可以作为外源基因插入到宿主基因组中，从而导致基因突变。
030201基因突变是不定向的，即可以发生有益的突变，也可以发生有害的突变。
不定向性由于基因突变的不定向性和有害性，有益的突变在自然种群中通常是低频存在的。
低频性大多数基因突变是有害的，只有少数突变是有益的。
多害少利性03促进物种的多样性和适应性进化基因突变可以产生多种多样的变异，使得物种可以在不同的环境下生存和繁衍。
基因突变在生物进化中的作用01提供进化的原材料基因突变可以为生物进化提供原材料，即产生新的基因和新的性状。
02促进物种的适应性进化基因突变可以改变物种的适应性，使得物种可以更好地适应环境的变化。
03染色体变异结构变异包括缺失、重复、倒位、易位。
玉米Mutator转座子系统的应用及展望
玉米Mutator转座子系统的应用及展望高志勇;谢恒星;李吉锋;刘史力【摘要】The transposon tagging is a very effective molecular biology technology developed in recent years.It causes gene mutation through TEs insertion into the genomes of higher plants , and then the mutanted genes can be cloned by isolating the flanking sequence of TEs .This strategy is very useful in the study of the functional genomics of higher plants .The main systems of maize transposon are En/Spm, Ac/Ds and Mutator ones.Among them, the Mutator transposon was prone to inserting within or around the gene ; the positive mu-tation frequency was 10-5 ～10 -4 , which was nearly 30 times higher than that of the wild corn; and most of the mutations were recessive.The mutation can also be cloned by TAIL -PCR.Now by this method, some important genes have been cloned.In this paper, we mainly introduced the application of Mutator system, and discussed the research prospect of Mutator transposon system.%转座子标签法是近年来发展起来的一种非常有效的分子生物技术,是一种利用TEs插入高等植物基因组中造成基因突变,然后通过分离TEs插入的旁邻序列,克隆出突变基因的策略.这种策略在高等植物的功能基因组学研究中十分有用.玉米转座子系统主要有En/Spm系统、Ac/Ds系统和Mutator系统三大类.其中Mutator转座子易于插入到基因内部及基因周围,引起的正向突变频率为10-5～10-4,比野生玉米高出近30倍,所引起的突变大部分为隐性突变.由Mutator转座子引起的突变,可以通过TAIL-PCR的方法,对相关的突变基因进行克隆.当前通过这种方法,已经克隆出一些重要的基因.本文主要介绍了Mutator转座子的应用,并对Mutator转座子系统的研究前景进行了展望.【期刊名称】《山东农业科学》【年(卷),期】2018(050)005【总页数】5页(P168-172)【关键词】玉米;Mutator转座子;应用;展望【作者】高志勇;谢恒星;李吉锋;刘史力【作者单位】渭南师范学院化学与环境学院,陕西渭南 714099;陕西省河流湿地生态与环境重点实验室,陕西渭南 714099;渭南师范学院化学与环境学院,陕西渭南714099;陕西省河流湿地生态与环境重点实验室,陕西渭南 714099;渭南师范学院化学与环境学院,陕西渭南 714099;陕西省河流湿地生态与环境重点实验室,陕西渭南 714099;渭南师范学院化学与环境学院,陕西渭南 714099【正文语种】中文【中图分类】S513.035.31951年，McClintock发现了玉米中的控制元件，后被命名为转座元件或转座子(transposon)，在化学本质上，转座子是基因组中的一段DNA序列[1]。
原核微生物基因重组的主要方式及其特点__解释说明以及概述
原核微生物基因重组的主要方式及其特点解释说明以及概述1. 引言1.1 概述原核微生物是一类简单的微生物，包括细菌和古菌。
它们具有特殊的基因重组能力，使得它们能够在适应环境变化、抵御外界压力、获取新的基因功能等方面展现出惊人的生存优势。
原核微生物基因重组是指原核微生物细胞中DNA分子重新组合的过程，通常涉及到DNA序列片段的插入、删除或交换等操作。
1.2 文章结构本文将围绕原核微生物基因重组的主要方式及其特点展开讨论。
首先，在第2节中详细介绍转化、转座子介导的重组和原型位点重组这三种主要方式。
然后，在第3节中分析了这些重组方式的特点，包括高效性、多样性和受限性。
接着，在第4节中解释说明了各种重组方式的作用机制，包括转化作用机制、转座子介导的重组作用机制和原型位点重组作用机制。
最后，在第5节中进行总结，并对未来发展进行展望。
1.3 目的本文旨在提供对原核微生物基因重组方式及其特点的全面认识。
通过对这些重组方式的详细解释和分析，可以进一步加深对原核微生物基因重组的理解，并为相关研究工作提供指导和参考。
同时，展望未来，有助于揭示原核微生物基因重组领域的新发展趋势，并为相关研究方向的选择提供思路和建议。
2. 原核微生物基因重组的主要方式2.1 转化转化是一种常见的原核微生物基因重组方式。
它指的是将外源DNA片段引入到细胞内，并使其稳定地存在和复制。
在原核微生物中，转化通常通过自然转化或人工诱导来实现。
自然转化发生在某些原核微生物中，当细菌细胞处于自然竞争激烈或营养有限的环境下时。
这种条件可能导致细菌细胞增加对外源DNA的吸收能力，从而促进了转化事件的发生。
人工诱导的转化则是在实验室条件下进行，通常涉及到特定的处理步骤。
其中最常用的方法是电穿孔法或热冲击法。
电穿孔法使用高压电脉冲来形成临时性通道，使外源DNA能够进入到细菌细胞内。
热冲击法则通过将细菌与外源DNA暴露在高温和低温的交替处理中，使得细胞膜变得暂时渗透性，并能够接受外源DNA。
导的玉米突变体库的构建及表型评价
2. 从 146 个突变体的自交果穗上随机选取子粒，按穗行种植，统计可以遗传的 突变家系和回复突变频率，结果表明可遗传的突变家系有 129 个家系，遗传的性状有 以下 7 种表型变异：叶片红色条纹、叶片白色条纹、叶片黄色条纹、叶片裂生、叶片 卷生、叶脉红色和叶片皱缩，回复突变频率为 11.64%。
随机选取 M2 单株进行自交，得到 M3 果穗 3256 个，并统计果穗表型突变，突变 频率为 0.37%，M3 果穗花斑子粒数目占子粒数目的比例约为 4.7%。表现突变性状的 单株自交保种。
学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址：
电话： 邮编：
Mutator 转座子介导的玉米插入突变体库的构建及表型评价
1 引言
玉米(Zea mays L.)是当今世界最重要的粮食作物之一，也是重要的饲料和工业原 料作物，随着全球经济发展，对玉米的需求量持续增长，玉米在我国国民经济发展中 占有十分重要的地位。除了具有较高的经济意义，玉米也是很好的遗传研究材料。1947 年，McClintock在玉米中首先发现了一些具有转座能力的因子，能导致玉米基因组重 拍，把这种具有转座能力的因子叫做转座子[1]。转座子作为一种获得插入诱变的遗传 突变体和分离基因、研究功能的有效工具, 越来越受到广泛重视。
EMS玉米花粉诱变及根系突变体筛选
中国农业大学硕士学位论文EMS玉米花粉诱变及根系突变体筛选姓名：库来宝申请学位级别：硕士专业：植物营养学指导教师：陈范骏;米国华20070601中国农业大学硕士学位论文第一章引言１．２突变体研究的现状１．２．１玉米突变体库的建立玉米遗传是禾谷类作物研究的最清楚的，截止１９９７年共发现研究了１３４８个突变基因，其中大部分在染色体上确定了位置（详见ＭａｉｚｅＤａｔａｂａｓｅ）．目前对玉米突变体的研究已有很多，国际上已建立了许多专门的突变体数据库．如：美国的ＭａｉｚｅＧｅｎｅｔｉｃｓＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎＳｔｏｃｋＣｅｎｔｅｒ免费提供大部分突变基因的序列和数据信息。
ＲｅｓｃｕｅＭｕＭ妇ＭｕｔａｎｔＰｈｅｎｏｔｙｐｅＤａｔａｂａｓｅ是一个玉米突变体表型数据库，收集了包括种子和穗（１３２５７个表型），幼苗（５２３０个表型）和成株（３３３２个表型）等三种类型突变的表型特征和分析数据来源。
ＭａｉｚｅＧＤＢ是一个基因组数据库，目前已知的几乎所有的玉米突变基因都有可以查到，且有详细的数据信息，包括基因的表达部位、图谱、序列、表型、描述等。
ＰＭＬ（ＰｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃＭｕｔａｎｔＬｉｂｒａｒｙ）是一个研究玉米叶绿体起源的突变体资源库，截至２００５年共收集了有２５００多种突变体。
非光合（ｎｏｎ－ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ）玉米突变体、相应的ＤＮＡ样本和表型等信息。
ＭｔｍＤＢ（ＭａｉｚｅＴａｒｇｅｔｅｄＭｕｔａｇｅｎｅｓｉｓＤａｔａｂａｓｅ）是一个转座子库，目前收集了４３，７７６个ＤＮＡ样本，详细收集了包括家族、表型、品系和ＤＮＡ序列等各种信息。
另外还有其它一些突变体的数据库如：ＭａｉｚｅＥｎｄｏｓｐｅｒｍＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＧｅｎｏｍｉｃｓＣｏｎｓｏｒｔｉｕｍ的ＳｅｅｄＭｕｔａｎｔｓＤａｔａｂａｓｅ和ＣｅｌｌＷａｌｌＤａｔａｂａｓｅ等。
１．２．２根系突变体根系突变体的研究已经取得了一些进展，发现了一些有意义的突变体。
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河北农业大学本科毕业论文(设计) 题目： Mu转座子介导的株高突变优势筛选学院：农学院专业班级：植物科学与技术0802学号：2008014040202学生姓名：田鹏浩指导教师姓名：陶勇生指导教师职称：副教授二O一二年6月6日Mu转座子介导的株高突变优势筛选田鹏浩(河北农业大学，保定 071000)摘要：【目的】Mutator（Mu）转座子是玉米基因组内产生诱变的内源转座因子，其在基因组内的拷贝数和诱变效率远远优于其它转座子。
利用Mu转座子介导的玉米株高性状的突变体来研究其遗传特性。
通过计算后代株高的分离情况，来验证株高的突变是否与插入有关，以及扩增Mu因子插入位点的侧翼序列，为找到影响株高的基因奠定基础，从而扩展株高突变的分子遗传学研究。
此外，还为高产玉米育种提供了种质资源和理论指导。
【方法】使用原始Mu群体（uniformMu）与玉米优良自交系综31杂交获得M1代，对其自交后代的M5群体的植株表型进行逐株全生育期的田间调查，根据极端性状的遗传分析和数量性状的统计分析筛选和鉴定Mu转座因子插入诱变的突变群体。
【结果】研究结果表明，筛选了M5群体的的75个家系共543株，11BD753、613、728、1748、1779家系出现株高性状的分离，极有可能是Mu插入引起的，其中，11BD753、1779为矮化突变，11BD613、728、1748为高杆突变。
【结论】目前经过分析的这几个家系的胚大小性状出现了显著分离，需要进一步对其研究，尤其是要找出Mu插入位点的侧翼序列，再经行基因功能和遗传方面的研究。
关键词：玉米；Mutator转座子；株高突变；突变分析Screening Mutator–mediated Plant Height mutation advantageAbstract: 【Objective】Mutator (Mu) transposons is endogenous transposons producing mutation groups, i n maize genomic .It’s copies and mutation frequency are superior to other transposons. By Mutator–mediated maize plant height to study their genetic characteristics. By calculating the separation of mutation plant height, to verify whether the plant height is related with the insertion of Mutator, and find Mutator flanking sequences, then to lay foundations for finding genes that affect the height of the plant. Moreover, to extend the molecular genetic studies of plant height mutation development, in addition ,to provide germplasm resources and theoretical guidance for breeding high yeild maize. 【Method】Using uniformMu and elite inbred line Z31 crossing got M1and to it’s Self-crossed Progeny M4 do the field survey of the plant phenotype during the whole growth stage, and screening and identifying Mutator–mediated inspectional mutations basis on genetic analysis of the extreme characters and statistical analysis of the quantitative characters. 【Result】The study results show that the plant height mutation, from M5group’s 75 families, total over 543plant ,11BD753,613,728,1748,1779 family lines appear separation of plant height, most likely caused by Mu insertion, and 11BD753,1779 family lines appear dwarf mutation,11BD613,728,1748 family lines appear high pole mutation.【Conclusion】At present there are remarkable separation of this lines after the analysis the character of these maize embryo size, needing more further research on this lines, particularly needing discover the flanking sequence of the Mu insertion and develop aspect research on gene function and the heredity character .Key words: Maize mays L.; Mu transposons; Plant height mutation; Analysis of mutation1.前言玉米是当今世界最重要的粮食、饲料、和工业原料作物，是全世界最广泛种植的农作物。
株高是水稻株型建成重要的农艺性状之一，直接影响水稻品种的丰产潜力和抗倒性能。
为实现玉米高产，育种家把创制耐密型玉米新品种作为主要的育种方向，强调株型育种是提高群体光能利用及协调群体与个体之间矛盾的重要性。
玉米B73基因组约85%由转座子组成的，其中含量较多、结构最复杂的是Mutator（Mu）转座子家族[1]。
由于转座子结构和遗传的特点，转座子研究已成为功能基因组研究的重要领域，同时也为创制育种材料提供快速简捷的途径。
1948年美遗传学家Mcclintock在对玉米糊粉层花斑不稳定遗传现象的研究过程中，提出DNA转座现象，提出“跳跃基因”的概念，即转座子(transposable elements或transposons) [2]。
之后，1978年Iowa州立大学的Robertson [3]博士首次报道了玉米Mutator转座因子,随后他对Mu因子进行了大量而细致的遗传研究,研究表明Mutator作为转座子标签进行植物基因克隆优于其他类型的转座子,于是，掀起了利用玉米Mu转座子创造突变体研究热潮。
我国在引进国际先进农业科学技术计划（948计划）资助下，正着手利用Mu转座子构建玉米插入突变体库，进而开展一些玉米功能基因组学的研究。
Bennetzen根据Mu内部序列的特异性将Mu插入片段分为6个亚族，即Mu l /Mu2，Mu3，Mu4，Mu6/Mu7，Mu8和Mu DR/Mu5。
为了纪念Donald Robertson特别将以前分别命名为Mu A2 、Mu R21、Mu9和Cy的自主性Mu因子统一重新命名为MuDR[4]。
在有Mutator活性的玉米品系中，Mutator拷贝数很高（10-100拷贝/基因组）；Mutator造成的体细胞突变极不稳定并可以产生回复突变；Mutator材料与玉米自交系的杂后代中90%仍具有较高的突变频率[5-6], 所有Mu插入片段都具有约220bp的末端反向重复（Terminal Inverted Repeat, TIR），在插入位点处往往产生9bp的靶DNA侧翼序列，但每个Mu插入片段的内部序列差异很大。
可以说Mu因子是目前为止发现的转座活性最高、诱变能力最强的植物转座因子, Mu因子插入突变已成为诱导玉米产生基因突变和分离、克隆玉米基因的主要方法[7]。
另外，Mu 因子有相对保守的末端反向重复，可以用于设计PCR引物[8]，提高检测插入突变群体的效率，因此，Mu 因子非常适合用于构建玉米突变体库和分离突变体。
本实验以具有高转座活性的Mu转座子材料W22：：Mu为供体，以我国优良玉米自交系综31为受体，杂交获得大型插入突变群体；采用田间突变型鉴定、室内籽粒性状考察等方法，筛选突变体；利用优化的Mu-TAIL-PCR技术扩增、克隆、测序、生物信息学分析靶位点侧翼序列，分析玉米Mu介导的白化突变体的插入位点并解析叶绿素合成代谢途径中的相关基因，以期初步了解插入位点所参与的玉米Chl合成代谢途径。
本研究旨在构建玉米Mu转座子介导的插入突变体库，并初步阐明玉米叶绿素代谢过程的遗传控制。
2.材料和方法2.1材料原始群体来源:以引进含有活性Mu转座子具有插入位点bz1-mum9的W22回交群体(uniformMu)原始群体（美国福罗里达大学）为供体材料（父本）, 供试材料：父本W22与优良玉米自交系Z31为受体杂交, 获得插入诱变F1群体（M1）。
表型筛选材料：筛选M5中共75个家系，543个单株为观察对象，对其进行统计分析。
2.2 方法本实验在河北农大育种中心试验田里进行，五月二十号种植，出苗后调查出苗率及出苗情况。
挂牌，田间管理。
用皮尺测量各家系株高、穗位；用长直尺测量穗位叶长、叶宽（取最长和最宽处）；用测角仪测量叶夹角，并记录各家系生长特性和观察有无突变性状。
取叶片尖端少许（长为5厘米左右）放入塑料袋，对应编号放入冰盒。
实验室提取DNA，用TAIL-PCR方法获得含有Mu插入位点的侧翼序列。
按照自交和杂交计划进行授粉留种。
按照考察要求，测量实验植株的株高，穗位高。
调查标准参照崔野韩、张世煌、彭泽斌等编写的《植物新品种特异性、一致稳定性测试指南—玉米》[47]，于玉米成熟期选取每行中间10个单株考察株高和穗位高，见表1表格 1 株高、穗位高调查时期和标准性状调查时期调查标准株高穗位高中度乳熟期中度乳熟期从地面到雄穗顶端的高度从地面到第一穗着生节的高度用Excel绘制突变家系与亲本对比直方图，看其分布情况。