發(fā)布時(shí)間：2017-11-18 03:18

  本文關(guān)鍵詞：水稻穗退化突變體spd11的遺傳分析及候選基因鑒定

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【摘要】：【目的】對(duì)水稻穗退化突變體spd11進(jìn)行遺傳分析及候選基因鑒定,以便了解水稻穗發(fā)育的調(diào)控機(jī)制�！痉椒ā坑没瘜W(xué)誘變劑甲基磺酸乙酯(EMS)處理粳稻品種中花11的直立密穗突變體dep2,從突變體庫中篩選到一份穗退化突變體spd11。觀察該突變體表型,并調(diào)查其主要農(nóng)藝性狀。由于突變體不能結(jié)實(shí),將可分離出spd11突變植株的株系分單株收種、種植,并對(duì)后代株系的分離情況進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì),分析該突變性狀的遺傳行為。將spd11雜合植株與岡46B雜交的F2后代作為定位群體,對(duì)spd11突變體進(jìn)行基因定位,遴選候選基因并進(jìn)行DNA測(cè)序驗(yàn)證;同時(shí),對(duì)不同物種中spd11候選基因的同源基因所編碼蛋白進(jìn)行進(jìn)化樹和序列比對(duì)分析。【結(jié)果】與其對(duì)照親本相比,spd11植株劍葉長度增加23%;穗部一次枝梗明顯縮短,且一次枝梗數(shù)量減少58%。小穗幾乎完全退化為白色絮狀物,偶爾可見個(gè)別退化不完全的穎花著生,且該穎花僅由一個(gè)完全閉合的穎殼組成,不能正常結(jié)實(shí)。除此以外,spd11的分蘗數(shù)及劍葉寬等農(nóng)藝性狀無顯著差異。遺傳分析表明,在可分離出spd11突變株的后代中,一部分株系無分離,全部植株均為正常株,而另一部分株系有突變株分離,并且正常植株與突變植株分離明顯,分離比例經(jīng)卡方(χ~2)測(cè)驗(yàn)符合3㑳1,表明spd11的突變性狀由一對(duì)隱性核基因控制。利用分子標(biāo)記將該突變基因定位于第1染色體長臂2個(gè)In/Del標(biāo)記ch1-2295和ch1-2299之間約43.2 kb的區(qū)域內(nèi),遺傳距離分別為0.23 cM和0.46 cM,該區(qū)間內(nèi)共有8個(gè)預(yù)測(cè)基因。測(cè)序分析發(fā)現(xiàn),spd11突變體中OsLOG編碼區(qū)第116位堿基G突變?yōu)閴A基A,造成編碼蛋白的第39位半胱氨酸(C)突變?yōu)槔野彼?Y)。同源蛋白比對(duì)和系統(tǒng)進(jìn)化分析表明LOG蛋白在不同物種中都是高度保守的,并且spd11的突變發(fā)生在非常保守的氨基酸上。對(duì)已報(bào)道的多個(gè)log等位突變體的突變位點(diǎn)和突變表型嚴(yán)重程度的比對(duì)分析表明,spd11突變位點(diǎn)可能處于OsLOG蛋白功能的關(guān)鍵位點(diǎn)�！窘Y(jié)論】SPD11可能是細(xì)胞分裂素激活酶基因OsLOG的等位基因,spd11在OsLOG外顯子上一個(gè)關(guān)鍵位點(diǎn)發(fā)生了突變,導(dǎo)致OSLOG蛋白功能受損,使細(xì)胞分裂素的活化進(jìn)程受阻,從而產(chǎn)生了穗退化的突變表型。
【作者單位】： 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所;樂山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(31401358,31371602) 教育部博士點(diǎn)基金(20125103120008)
【分類號(hào)】：S511
【正文快照】： 0引言【研究意義】水稻產(chǎn)量主要由4個(gè)重要因素決定,分別為單位面積有效穗數(shù)、每穗著粒數(shù)、千粒重以及結(jié)實(shí)率[1],而穗作為產(chǎn)量的最終表達(dá)部位,與水稻產(chǎn)量息息相關(guān)。水稻穗的形成涉及營養(yǎng)分生組織、花序分生組織以及花分生組織之間復(fù)雜的轉(zhuǎn)換過程[2],不同的分生組織根據(jù)其形成的

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