本文選題：水稻 + whf　； 參考：《中國水稻科學(xué)》2017年03期

【摘要】：【目的】水稻花藥角質(zhì)層和蠟質(zhì)層是花粉囊發(fā)育重要的結(jié)構(gòu)支撐和安全屏障。對花粉囊發(fā)育相關(guān)基因進行表型分析和遺傳定位,為進一步克隆相關(guān)基因和分子機制研究提供基因資源和理論基礎(chǔ)。【方法】從秈稻中恢8015輻射誘變(~60Co-γ)突變體庫中分離鑒定出了一個無花粉型雄性不育突變體whf41。對野生型和突變體不同發(fā)育時期的花藥進行半薄切片觀察;并對其成熟期的花藥進行掃描電鏡觀察。將突變體分別與中恢8015和02428雜交,構(gòu)建BC_1F_1、F_1株系和BC_1F_2、F_2群體,對該表型進行遺傳分析,采用圖位克隆的方法精細定位目的基因。【結(jié)果】表型分析結(jié)果顯示,whf41突變體的花藥瘦小且呈透明乳白色,花藥中不包含花粉粒細胞;半薄切片結(jié)果顯示,突變體的小孢子無法形成正常的花粉外壁,絨氈層細胞異常膨大而不進行程序性死亡,最終膨脹的絨氈層和花粉細胞碎片逐漸融合并充滿藥室;掃描電鏡結(jié)果進一步發(fā)現(xiàn)突變體花藥內(nèi)外壁均呈平滑狀而缺乏脂類物質(zhì),花粉細胞逐漸破碎并降解。遺傳分析表明,whf41突變體的無花粉型雄性不育性狀受一對隱性核基因控制,我們將該基因精細定位于第3染色體短臂XD-5和XD-11兩個標(biāo)記之間,物理距離45.6 kb,其中包含9個開放閱讀框。序列分析顯示該區(qū)間內(nèi)細胞色素P450基因LOC_Os03g07250的第4個外顯子處存在1個單堿基替換和3個堿基的缺失,導(dǎo)致其翻譯序列發(fā)生一個氨基酸的替換(天冬氨酸→甲硫氨酸)和一個氨基酸(纈氨酸)的缺失,致使其功能改變進而出現(xiàn)該表型。q RT-PCR檢測結(jié)果表明,whf41突變體中CYP704B2和一系列花藥脂質(zhì)合成與轉(zhuǎn)運相關(guān)基因的表達水平均發(fā)生了顯著下調(diào)�！窘Y(jié)論】根據(jù)本研究結(jié)果可推斷,Os WHF41是CYP704B2的新等位基因,相關(guān)結(jié)果進一步明確CYP704B2在水稻花藥脂質(zhì)合成與花粉壁形成過程中的重要作用。
[Abstract]:[objective] Rice anther cuticle and waxy layer are important structural support and safety barrier for pollen sac development.Phenotypic analysis and genetic localization of genes related to pollen sac development were carried out.[methods] A non-pollen male sterile mutant whf41was isolated and identified from the mutant library of Zhonghui 8015 by radiation mutagenesis in indica rice Zhonghui 8015 and its molecular mechanism.The anthers of wild type and mutants at different developmental stages were observed by semi-thin sections, and the anthers at mature stage were observed by scanning electron microscope (SEM).The mutants were hybridized with Zhonghui 8015 and 02428, respectively, to construct the BCCs-1FS-1 and BC1FS-1 and BC1FSP-2F2 populations, and to carry out genetic analysis of the phenotype.[results] phenotypic analysis showed that the anthers of whf41 mutant were small and clear and milky and did not contain pollen granulocytes in anthers.The microspore of the mutant could not form the normal pollen outer wall and the tapetum cells expanded abnormally without programmed death. Finally the expanded tapetum and pollen cell fragments gradually fused and filled with medicine chamber.The results of scanning electron microscope further showed that the inner and outer walls of the anther of the mutant were smooth and the pollen cells were gradually broken and degraded.Genetic analysis showed that the non-pollen male sterility traits of the whf41 mutant were controlled by a pair of recessive nuclear genes. We mapped the gene between the two markers of short arm XD-5 and XD-11 on chromosome 3.Physical distance 45.6 kb, which contains 9 open reading boxes.Sequence analysis showed that there was a single base substitution and three base deletion at exon 4 of cytochrome P450 gene LOC_Os03g07250 in this region.Resulting in the deletion of one amino acid replacement (aspartic acid methionine) and one amino acid (valine) in its translation sequence.The results showed that the expression of CYP704B2 and a series of genes related to anther lipid synthesis and transport were significantly down-regulated. [conclusion] according to the results of this study, the expression level of CYP704B2 and a series of genes related to anther lipid synthesis and transport were significantly down-regulated.It can be inferred that WHF41 is a new allele of CYP704B2.The results showed that CYP704B2 plays an important role in anther lipid synthesis and pollen wall formation in rice.
【作者單位】： 中國水稻研究所/水稻生物學(xué)國家重點實驗室/浙江省超級稻研究重點實驗室;
【基金】：國家公益性農(nóng)業(yè)科技研究專項(20140302,20150308) 國家轉(zhuǎn)基因重大專項(2014ZX08001-002) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程超級稻育種創(chuàng)新團隊、水稻雜種優(yōu)勢研究機理研究創(chuàng)新團隊資助項目(CAAS-ASTIP-2013-CNRRI)
【分類號】：S511

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