水稻淡綠葉突變體HM14的鑒定和基因定位.pdf

1、淡綠葉突變是葉色突變中比較常見(jiàn)的變異性狀,大多數(shù)在苗期就發(fā)生,但是也有少數(shù)在生育時(shí)期的后期才出現(xiàn)的。它是研究植物光合器官發(fā)育、光合作用以及植物育種的重要材料。在水稻中已經(jīng)有90個(gè)控制葉色變異的基因被定位,有11個(gè)葉色基因被克隆。不僅在水稻中,在其他的植物中也存在大量的葉色突變體,如擬南芥、番茄、小麥、大麥和玉米等。本文全面的闡述了水稻葉色突變體的研究進(jìn)展,并對(duì)課題組發(fā)現(xiàn)的—個(gè)新的淡綠葉突變體HM14的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)、光合色素含量、葉綠體發(fā)

2、育、光合指數(shù)、遺傳模式等進(jìn)行了研究。主要結(jié)果如下:
　　 (1)農(nóng)藝性狀表現(xiàn):突變體HM14不論在杭州大田環(huán)境種植,還是在海南種植,淡綠葉性狀均可穩(wěn)定遺傳。突變體在苗期時(shí)就出現(xiàn)突變性狀,并且存在于整個(gè)生育時(shí)期,—般在三葉期突變性狀最容易觀察。HM14除了株高顯著低于野生型IR64外的低,其它農(nóng)藝性狀沒(méi)有明顯差異。
　　 (2)光合色素含量的變化:分別測(cè)定了突變體HM14和野生型IR64分蘗時(shí)期和抽穗時(shí)期倒數(shù)第一片葉以及齊

3、穗時(shí)期和灌漿時(shí)期劍葉的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量,分蘗時(shí)期陜玻體HM14和野生型IR64葉綠素a含量和葉綠素b含量都存在極顯著差異,類胡蘿卜素含量無(wú)差異;抽穗時(shí)期,葉綠素a差異顯著,葉綠素b和類胡蘿素差異都呈極其顯著;齊穂時(shí)期,葉綠素a和b差異都有極其顯著差異性顯著;灌漿時(shí)期只有葉綠素a存在顯著差異。葉綠素a在整個(gè)生育時(shí)期始終存在顯著差異,葉綠素b前三個(gè)生育時(shí)期差異—致,麗在灌漿時(shí)期差異陛明顯減弱。類胡蘿卜素在全生育時(shí)期的差異

4、性各不相同。
　　 (3)光合器官的發(fā)育:比較了野生型IR64和突變體HM14的苗期、分蘗時(shí)期和灌漿時(shí)期的葉綠體發(fā)育差異。苗期時(shí)與野生型IR64的葉綠體相比,突變體的葉綠體內(nèi)囊體發(fā)育異常;分蘗時(shí)期,突變體基粒片層排列疏松,片層間的距離變大,片層結(jié)構(gòu)整體掃》列方式不統(tǒng)一,類囊體跺疊數(shù)仍然較少,葉綠體整體發(fā)育不良;灌漿時(shí)期突變體的類囊體膜和基粒片層垛疊數(shù)有所增加,基粒排列也比前兩個(gè)生育時(shí)期整齊有序,且兩者的差異不是很明顯。
　

5、　 (4)光合指數(shù)的變化:對(duì)灌漿時(shí)期的突變體HM14和野生型lR64的劍葉和倒二葉的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率三個(gè)光合因子做了調(diào)查。突變體HM14劍葉的凈光合速率和蒸騰速率與和野生型IR6的相比,成極顯著隆差異。突變體HM14和野生型IR6的倒二葉三個(gè)光合指數(shù)的差異均為極顯著。
　　 (5)突變體的遺傳模式。利用兩個(gè)雜交群體HM14/Morobereken和HM14/熱研1號(hào)進(jìn)行遺傳分析,結(jié)果顯示,兩個(gè)組合的F1都是綠色,

6、F2群體出現(xiàn)分離,野生型與突變型的比例均符合3∶1比例;來(lái)自HM14/Morobereken組合的4個(gè)F3分離株系中,野生型與突變型的比例也均符合3∶1比例。以上說(shuō)明,HM14的淡綠葉性狀受1個(gè)隱性核基因控制。
　　 (6)淡綠葉基因的定位。用來(lái)源于HM14/Morobereken的F2群體中的1008株淡綠葉單株來(lái)進(jìn)行基因定位。利用DNA分池法在第11染色體上篩選到與目憾因連鎖的標(biāo)記RM7203、RM167和RM26113。利

7、用SSR(simple sequence repeats)、InDel（插入缺失標(biāo)記）和序列標(biāo)位點(diǎn)(Sequence Tag Site,STS)標(biāo)記技術(shù),進(jìn)-步發(fā)展新的分子標(biāo)記,最終將淡綠葉基因,暫名pg（l）4(palegreen（1）eaf4),定位于第11染色體短臂上RM26076和RM26079之間,兩者之間的距離為39.7kb。該區(qū)間尚未有淡綠葉基因的報(bào)道,因此,pg(l)4是—個(gè)新的葉色突變基因。通過(guò)生物信息學(xué)分析,該區(qū)間含