水稻黃綠葉突變體505ys和穗退化突變體6642的遺傳分析與基因定位.pdf

1、葉色突變體是自然界中比較常見(jiàn)的一種突變類型，很早就被人們所關(guān)注。葉綠素是綠色植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的主要色素，當(dāng)與葉綠素代謝途徑相關(guān)的基因發(fā)生突變時(shí)或者葉綠體發(fā)育不完整時(shí)，植物的葉色就會(huì)發(fā)生改變，因此，水稻葉色突變體可作為研究水稻葉綠素合成與降解途徑、葉綠體形態(tài)結(jié)構(gòu)和發(fā)育、光合機(jī)制和植物生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)的重要試驗(yàn)材料。此外，葉色突變體具有葉色性狀明顯和易于區(qū)分辨別的特點(diǎn)，可作為葉色標(biāo)記，用于雜交水稻的制種和繁殖，因而在育種上具有較大的應(yīng)用

2、價(jià)值。
　　同時(shí)，水稻作為單子葉植物的模式植物，還是研究穗發(fā)育的重要材料。對(duì)水稻幼穗形態(tài)建成與發(fā)育過(guò)程的深入研究，不僅有利于揭示穗的形成發(fā)展機(jī)制，而且對(duì)提高水稻產(chǎn)量具有重要的作用。
　　本研究采用化學(xué)誘變(EMS)處理水稻粳稻品種日本晴，獲得了穩(wěn)定遺傳的水稻黃綠葉突變體505ys和穗退化突變體6642，并對(duì)505ys和6642進(jìn)行了遺傳分析、性狀表型觀察和測(cè)定，以及基因定位，為之后基因克隆奠定基礎(chǔ)，對(duì)水稻育種也有一定的潛在價(jià)

3、值。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1.水稻黃綠葉突變體505ys:對(duì)其表型觀察和主要農(nóng)藝性狀調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，該突變體505ys在整個(gè)生育期呈黃綠色，與野生型相比，它在成熟期的株高、穗長(zhǎng)和每穗著粒數(shù)分別增加9.80％、17.95％和23.75％，每株有效穗數(shù)和干粒重分別減少21.32％和3.15％。對(duì)505ys和日本晴進(jìn)行葉綠素含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)505ys在苗期和孕穗期葉片葉綠素a含量分別為2.19 mg.g-1和1.14 mg.g-

4、1，分別比野生型降低25.66％和44.45％，葉綠素b含量分別為0.72 mg.g-1和0.40 mg.g-1，分別比野生型降低32.11％和48.26％。對(duì)505ys和日本晴的苗期葉片進(jìn)行透射電子顯微鏡觀察，結(jié)果顯示505ys的葉綠體形態(tài)規(guī)則，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)多淀粉粒堆積。遺傳分析表明505ys的突變性狀由1對(duì)隱性核基因控制。以(505ys/明恢63) F2作為定位群體，利用SSR和InDel標(biāo)記將突變基因定位于水稻第2染色體長(zhǎng)臂InDe

5、l標(biāo)記W2和W3之間，與這2個(gè)標(biāo)記的遺傳距離分別為0.42 cM和1.38 cM，物理距離約為410kb。該區(qū)間內(nèi)包含有53個(gè)預(yù)測(cè)基因，并未見(jiàn)葉色突變基因的克隆報(bào)道，故認(rèn)為該基因是一個(gè)新的水稻黃綠葉突變基因，暫命名為505ys(t)。
　　2.水稻穗退化突變體6642:對(duì)其表型觀察后發(fā)現(xiàn)，該突變體抽穗前與野生型日本晴差異不明顯，抽穗后該突變體只有少數(shù)幾個(gè)一次枝梗，二次枝梗和穎花嚴(yán)重退化，且突變植株幾乎不結(jié)實(shí)，僅極少數(shù)穗子含有幾粒飽

6、滿或不飽滿的籽粒。遺傳分析表明6642的突變性狀由1對(duì)隱性核基因控制。由于突變體難以結(jié)實(shí)，以雜合體方式進(jìn)行保存，并以(6642雜合體/岡46B)F2作為定位群體，利用SSR和InDel標(biāo)記將突變基因定位于水稻第6染色體長(zhǎng)臂InDel標(biāo)記243-0和243-7之間，與這2個(gè)標(biāo)記的遺傳距離分別為0.38 cM和0.67 cM，物理距離約為70kb。該區(qū)間內(nèi)包含有10個(gè)基因，對(duì)該區(qū)域基因進(jìn)行初步的功能分析后，認(rèn)為該基因可能是一個(gè)新的與水稻穗發(fā)