【摘要】：【目的】葉色突變相關(guān)基因鑒定和克隆有助于研究光合作用,補(bǔ)充并完善葉綠體發(fā)育機(jī)理和色素合成代謝途徑,為開(kāi)展水稻的高光效育種提供理論依據(jù)�！痉椒ā繌木酒贩NDongjin的組培后代中分離出一個(gè)白條紋突變體st13,成熟期測(cè)定野生型和st13的主要農(nóng)藝性狀,苗期測(cè)定色素含量并觀察葉綠體的超微結(jié)構(gòu);將st13和Dongjin進(jìn)行正反交,觀察F_1植株表型,并對(duì)F_2表型分離進(jìn)行卡方檢驗(yàn),對(duì)st13進(jìn)行遺傳分析;利用st13×南京11(秈稻品種)的F_2和F_(2:3)群體,對(duì)st13突變基因定位;采用qPCR分析葉綠體發(fā)育和葉綠素合成相關(guān)基因在st13與野生型相對(duì)表達(dá)量�！窘Y(jié)果】與野生型Dongjin相比,該突變體的株高、單株有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率和千粒重等主要農(nóng)藝性狀顯著下降。苗期的色素含量降低,分蘗期無(wú)差異。突變體的葉綠體中既有含豐富的類(lèi)囊體膜結(jié)構(gòu)的正常葉綠體,也存在無(wú)類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)的葉綠體。遺傳分析和基因定位結(jié)果表明,st13的突變表型受1對(duì)隱性核基因控制,突變基因位于第3條染色體長(zhǎng)臂InDel(Insertion-Deletion)標(biāo)記I3-21和I3-22之間。進(jìn)一步在這兩個(gè)標(biāo)記之間設(shè)計(jì)了6對(duì)InDel標(biāo)記,最終將基因定位在94kb區(qū)間內(nèi),此區(qū)間共有8個(gè)候選基因�！窘Y(jié)論】這8個(gè)候選基因中,有5個(gè)假定的蛋白,其他三個(gè)都是有功能注釋的蛋白,而這三個(gè)蛋白在水稻中均未見(jiàn)報(bào)道,因此,st13突變是由一個(gè)新的葉色基因突變引起的;同時(shí)st13中葉綠體發(fā)育、葉綠素合成和光合系統(tǒng)相關(guān)基因的表達(dá)也發(fā)生了顯著改變,推測(cè)ST13可能是調(diào)控葉綠體發(fā)育的關(guān)鍵基因。
[Abstract]:[objective] Identification and cloning of genes related to leaf color mutation are helpful to study photosynthesis, complement and perfect the mechanism of chloroplast development and the pathway of pigment biosynthesis. [methods] A white stripe mutant st13 was isolated from the tissue culture progeny of japonica rice variety Dongjin, and the main agronomic characters of wild type and st13 were determined at maturity. The pigments content and chloroplast ultrastructure were observed at seedling stage, st13 and Dongjin were crossed positively and inversely, the phenotypes of FStu1 plants were observed, and the phenotypes of FSC2 were detected by chi-square test, and the genetic analysis of st13 was carried out. St13 脳 Nanjing 11 (Indica rice variety) was used to localize the st13 mutant gene, and qPCR was used to analyze the relative expression of chloroplast development and chlorophyll synthesis related genes between st13 and wild type. [results] compared with wild type Dongjin, st13 mutation gene was located in F _ 2 and F _ (2:3) populations of st13 脳 Nanjing 11 (indica rice variety). The main agronomic characters such as plant height, effective panicle number per plant, ear length, seed setting rate and 1000-grain weight were significantly decreased. Pigment content in seedling stage decreased, but there was no difference at tillering stage. Both normal chloroplasts with abundant thylakoid membrane structure and chloroplasts without thylakoid structures were found in the chloroplasts of the mutant. Genetic analysis and gene mapping showed that the mutant phenotype of st13 was controlled by a pair of recessive nuclear genes, and the mutant genes were located between the long arm InDel (Insertion-Deletion) markers I3-21 and I3-22 on chromosome 3. Further, six pairs of InDel markers were designed between the two markers. Finally, the gene was located in the 94kb region, which had 8 candidate genes. [conclusion] among the 8 candidate genes, there are five hypothetical proteins. The other three are functionally annotated proteins, none of which have been reported in rice, so the mutation of st13 was caused by a new leaf color gene mutation, and chloroplast development in st13. Chlorophyll synthesis and the expression of photosynthesis-related genes also changed significantly, suggesting that ST13 may be the key gene regulating chloroplast development.
【作者單位】： 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游粳稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/長(zhǎng)江流域雜交水稻協(xié)同創(chuàng)新中心/江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)中心;江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所;中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目七大農(nóng)作物育種專(zhuān)項(xiàng)(2016YFD0100101-08) 國(guó)家863計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014AA10A603-15) 江蘇省科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(BE2014394,BE2015363) 江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金資助課題[CX(16)1029]
【分類(lèi)號(hào)】：S511

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2159575