水稻G156S披葉性狀的遺傳及基因定位分析.pdf

1、葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官，其光合作用的強(qiáng)弱對(duì)植物生物產(chǎn)量的高低起決定性的作用。據(jù)研究報(bào)道，植物95％以上的生物產(chǎn)量來源于葉片。因此，對(duì)葉片的研究具有非常重要的意義。就水稻的葉片類型來看，主要表現(xiàn)為直立型，所以其它類型的葉片均歸為突變型葉片。目前，突變型葉片主要有卷葉、披葉、絨葉、光葉等。其中，披葉型的材料在水稻育種上具有很好的用途。首先，由于目前育種上所用的材料葉型幾乎都是直立的，直立型的葉片和披葉型的葉片在外觀上差異非常明顯，

2、據(jù)此可以作為標(biāo)記性狀應(yīng)用于育種。另外，如果育成具有披葉性狀的不育系，在水稻的制種過程中，由于葉片披垂，穗層明顯高于葉層，葉片就不會(huì)阻礙恢復(fù)系的傳粉、授粉，有利于制種產(chǎn)量的提高。同時(shí)，還可少噴或不噴“九二〇”（赤霉素），減小田間操作的難度，有利于省工、省時(shí)、高效。因此，對(duì)水稻披葉突變性狀進(jìn)行研究，對(duì)提高育種效率，加速優(yōu)良種質(zhì)資源在水稻育種上的應(yīng)用具有重要意義。同時(shí)，也對(duì)水稻突變基因結(jié)構(gòu)與功能的理論研究具有積極作用?；诖?，本文對(duì)G156S

3、披葉性狀進(jìn)行了遺傳和基因定位分析，以期為其在水稻育種上的利用提供借鑒。其結(jié)果如下：
　?、盙156S的葉片形態(tài)及葉色
　　在BC1代和F2代分離群體中，通過對(duì)披葉單株的葉片進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，所有的葉片（除劍葉外）都是有主脈的，只是主脈較粗而短。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，在一片完整葉中，從葉片基部到葉尖約2/3部分有主脈且較粗壯，其余的約1/3部分因沒有主脈而披垂，整片葉就表現(xiàn)為部分披垂，劍葉因沒有主脈而呈完全披垂?fàn)?。在?duì)葉色的分離情況調(diào)查中

4、發(fā)現(xiàn)，凡是披葉分離單株，其葉色均較深綠（葉色深綠屬于突變），凡是表現(xiàn)為直立葉的分離單株，無論是顯性純合直立，還是顯性雜合直立，葉片葉色均表現(xiàn)為淺綠色。
　?、睪156S的穎花觀察
　　在盛花期取G156S、黔恢085和披葉分離單株的穎花到實(shí)驗(yàn)室顯微鏡下進(jìn)行觀察。結(jié)果表明，所有的穎花均表現(xiàn)為正常。其中，每一朵穎花從外到內(nèi)依次由1個(gè)外穎、1個(gè)內(nèi)穎、2個(gè)漿片、6枚雄蕊和1枚雌蕊（1個(gè)子房，2個(gè)羽毛狀的柱頭）組成。
　?、晨刂?/p>

5、G156S披葉性狀的基因顯隱性
　　用G156S作母本，4個(gè)恢復(fù)系明恢63、明恢86、黔恢085、蜀恢572作父本，采用溫水對(duì)G156S殺雄后進(jìn)行雜交，獲得4份F1代種子，種植后形成4個(gè)F1代群體。通過對(duì)每個(gè)F1代群體單株的葉片進(jìn)行鑒定，再與父母本進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，所有的葉片均表現(xiàn)為直立，與父本的葉形相同，沒有出現(xiàn)中間過渡現(xiàn)象，說明披葉性狀受隱性基因控制。
　　⒋控制G156S披葉性狀的基因?qū)?shù)
　　獲得F1代群體后

6、，再用G156S作母本，4個(gè)F1代作父本分別進(jìn)行回交，獲得4份BC1代種子。同時(shí)，用F1代自交，獲得4份F2代種子，構(gòu)建BC1代和F2代分離群體。八葉期后分別對(duì)BC1代和F2代群體分離單株進(jìn)行調(diào)查，再通過DPS分析軟件進(jìn)行X2測驗(yàn)。結(jié)果顯示，在4個(gè)F2代分離群體中，直立葉單株數(shù)﹕披葉單株數(shù)均符合3﹕1的理論比；4個(gè)BC1代分離群體中，直立葉單株數(shù)﹕披葉單株數(shù)均符合1﹕1的理論比，遵循經(jīng)典的孟德爾遺傳規(guī)律。由此表明，該披葉突變性狀受一對(duì)基

7、因控制。
　?、悼刂艷156S披葉性狀的基因定位
　　選取G156S×黔恢085的F2代分離群體作為基因定位群體，用比較均勻分布于水稻12條染色體上的246個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)親本G156S和黔恢085的基因組DNA進(jìn)行多態(tài)性分析。然后，用在兩親本間表現(xiàn)出多態(tài)性的標(biāo)記擴(kuò)增F2代的直立葉和披葉近等DNA池，再用在兩個(gè)近等基因池間檢測到的具有差異的標(biāo)記來進(jìn)行連鎖分析，用與披葉突變基因連鎖的標(biāo)記來擴(kuò)增F2代披葉隱性群體。通過MAPMAK

8、ER/EXP3.0分析軟件進(jìn)行連鎖分析，構(gòu)建了G156S控制披葉性狀的基因所在染色體的部分遺傳連鎖圖。結(jié)果表明，位于水稻第3染色體短臂上的6個(gè)標(biāo)記與目標(biāo)基因連鎖，它們分別是標(biāo)記RM1332、RM6829、RM5628、RM6849、RM6883、和RM3126。其中，RM1332、RM6829、RM5628和RM6883位于披葉突變基因的同側(cè)，遺傳距離分別為5.1cM、4.2cM、1.0cM和2.4cM，而標(biāo)記RM6849和RM3126