發(fā)布時(shí)間：2018-02-12 13:34

  本文關(guān)鍵詞： 水稻(Oryza sativa L.) 窄卷葉突變體(nrl) 表型分析 遺傳分析 基因定位　出處：《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)》2016年20期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：【目的】研究水稻卷葉突變體葉形變化的分子機(jī)理,鑒定出新的水稻卷葉基因�！痉椒ā坷肊MS誘變秈稻品種浙農(nóng)34,獲得一個(gè)窄卷葉突變體,命名為nrl4(narrow and rolling leaf 4)。在抽穗期隨機(jī)選取野生型浙農(nóng)34和nrl4各10株,對(duì)其進(jìn)行表型觀察和主要農(nóng)藝性狀調(diào)查等,并測(cè)定葉綠素含量;同時(shí)用Zeiss熒光顯微鏡觀察劍葉中部葉片橫切面維管束的數(shù)目并統(tǒng)計(jì)泡狀細(xì)胞數(shù)量。以多代自交穩(wěn)定的突變體nrl4為母本與野生型浙農(nóng)34雜交,觀察植物F_1和F_2葉片表型,統(tǒng)計(jì)F_2中性狀分離比并作卡方測(cè)驗(yàn),分析突變表型的遺傳行為。利用nrl4與粳稻品種浙農(nóng)大104雜交,采用F_2分離群體進(jìn)行基因精細(xì)定位。利用定量表達(dá)對(duì)定位區(qū)間內(nèi)5個(gè)預(yù)測(cè)的基因進(jìn)行相對(duì)表達(dá)量的分析�！窘Y(jié)果】與野生型相比,窄卷葉突變體nrl4抽穗期時(shí)全部葉片卷曲且變窄、葉綠素含量升高;株高稍有增加,結(jié)實(shí)率增大,籽粒明顯變長(zhǎng)、變窄。窄卷葉突變體nrl4功能葉夾角不同程度減小,葉形更為直立。突變體葉近軸表面特有的泡狀細(xì)胞數(shù)目降低、體積變小,導(dǎo)致葉片向內(nèi)卷曲。突變體nrl4的葉脈數(shù)減少,葉片變窄,中脈一側(cè)2個(gè)大維管束之間的小維管束平均為4.5個(gè),而野生型為6.0個(gè)。遺傳分析表明,突變體nrl4和浙農(nóng)34雜交的F_1表型正常,F_2群體中正常植株與窄卷葉突變植株的分離比符合3㑳1,表明突變體nrl4的突變性狀受1對(duì)隱性核基因控制;利用SSR和In Del分子標(biāo)記將nrl4定位在水稻第3染色體長(zhǎng)臂3M11103和3M1115之間、物理距離約為53 kb的區(qū)間。在這一區(qū)間內(nèi),有5個(gè)預(yù)測(cè)注釋基因,序列比對(duì)和表達(dá)分析表明在野生型浙農(nóng)34和突變體nrl4之間,這些基因序列及啟動(dòng)子序列均未發(fā)生變化,但是LOC_Os03g19770在突變體葉片中的表達(dá)量顯著增加�！窘Y(jié)論】nrl4葉片變窄與維管束數(shù)目減少有關(guān),葉片發(fā)生內(nèi)卷與泡狀細(xì)胞數(shù)目減少、體積變小有關(guān)。水稻窄卷葉突變體nrl4的性狀由1對(duì)隱性核基因控制,該基因位于第3染色體In Del標(biāo)記3M11103和3M1115物理距離約為53 kb的區(qū)間內(nèi),預(yù)測(cè)區(qū)間內(nèi)基因序列及5′UTR區(qū)未發(fā)現(xiàn)堿基變異,但LOC_Os03g19770在突變體葉片中的表達(dá)量達(dá)到了野生型植株葉片的17.5倍,推測(cè)LOC_Os03g19770為候選基因。
[Abstract]:[objective] to study the molecular mechanism of leaf shape change in rice leaf curl mutant, and to identify a new rice leaf roll gene. [methods] A narrow coiled leaf mutant was obtained by EMS mutagenesis in indica rice variety Zhejiang Nong 34. It was named nrl4(narrow and rolling leaf 4. At heading stage, 10 wild type Zhejiang nong 34 and 10 nrl4 were randomly selected, phenotypic observation and main agronomic characters investigation were carried out, and chlorophyll content was measured. At the same time, the number of vascular bundles and the number of bubbly cells were observed by Zeiss fluorescence microscope. The phenotypes of plants FStu1 and F2 were observed by crossing the stable mutants nrl4 with wild type Zhejiang Nong 34. The segregation ratio of characters in FStu2 was counted and chi-square test was performed to analyze the genetic behavior of mutant phenotypic. Nrl4 was used to cross with japonica rice variety Zhejiang Nongda 104. F-2 isolated population was used for gene fine mapping, and quantitative expression was used to analyze the relative expression of 5 predicted genes in the locational interval. [results] compared with wild type, all leaves of narrow coiled mutant nrl4 were curled and narrowed at heading stage. Chlorophyll content increased, plant height slightly increased, seed setting rate increased, grain became longer and narrower. The angle between functional leaves of narrow curly leaf mutants decreased to varying extent, leaf shape became more upright, and the number of vesicular cells peculiar to the near axial surface of leaves of the mutant decreased. The number of leaf veins in the mutant nrl4 decreased and the leaf became narrower. The average number of small vascular bundles between the two large vascular bundles on the midvein side was 4.5, while the number of wild type was 6.0. Genetic analysis showed that. The segregation ratio of normal plants and narrow curly leaf mutant plants in F1 normal phenotypic population of nrl4 and Zhejiang Province 34 hybrids was 3? 1. It shows that the mutant nrl4 is controlled by a pair of recessive nuclear genes, and that the nrl4 is located between the long arm 3M11103 and 3M1115 of chromosome 3 of rice by SSR and in Del molecular markers, and the physical distance is about 53 kb. The sequence alignment and expression analysis of five predictive annotated genes showed that there was no change in the sequence of these genes and promoter sequences between the wild type Zhejiang nong 34 and the mutant nrl4. But the expression of LOC_Os03g19770 in mutant leaves increased significantly. [conclusion] the narrowing of nrl4 leaves is related to the decrease of vascular bundles, and the number of involute and vesicular cells in leaves is decreased. The character of nrl4 is controlled by a pair of recessive nuclear genes, which are located in the region of 3M11103 and 3M1115 physical distance of 3M11103 and 3M1115 on chromosome 3. No base variation was found in the predicted region of gene sequence and 5UTR region, but the expression of LOC_Os03g19770 in mutant leaves was 17.5 times higher than that in wild-type plants. It was suggested that LOC_Os03g19770 was a candidate gene.
【作者單位】： 浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院;浙江大學(xué)農(nóng)生環(huán)測(cè)試中心;
【基金】：浙江省重大科技攻關(guān)專項(xiàng)(2012C12901-2) 浙江省科技廳水稻產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái) 高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃(Grant B14027) 教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目(IRT1185)
【分類號(hào)】：S511

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本文編號(hào)：1505753