【摘要】：水稻葉片早衰直接影響作物的光合效率,減少產(chǎn)量,降低品質(zhì)。深入研究早衰的分子機制對控制和延緩衰老具有重要意義。本文報道了一個早衰突變體psls1(premature senescence leaf with spots)的基因定位及克隆結果。突變體在發(fā)育到七葉期以后,葉片自下而上葉綠素含量下降,過氧化氫過量積累,突變體葉片逐漸黃化至枯萎;其他農(nóng)藝性狀如株高、分蘗數(shù)、主穗長、結實率和穗粒數(shù)也相應變差。電鏡觀察進一步發(fā)現(xiàn),psls1衰老葉片中葉綠體降解、類囊體基粒片層模糊,嗜鋨顆粒明顯增多。遺傳分析表明,psls1受1對隱性基因控制,利用psls1×IRAT129雜交組合F2分離群體中的1690個早衰個體,將基因PSLS1定位在第7染色體分子標記ZS-3和ZS-8之間89 kb的范圍內(nèi)。測序研究發(fā)現(xiàn),區(qū)間內(nèi)一個編碼鐵氧還依賴的谷氨酸合酶基因LOC_Os07g46460的第2外顯子末位的G被替換為A,導致轉錄本的錯誤剪切,突變體的c DNA缺失了57 bp堿基片段。在突變體中該基因表達量下降,谷氨酸合酶活性降低,其產(chǎn)物谷氨酸含量顯著下降、其他氨基酸代謝紊亂。水培低氮處理下可誘發(fā)突變體psls1早衰。研究結果表明,由于PSLS1突變使得谷氨酸合酶失活,氮代謝異常而導致突變體psls1早衰。
[Abstract]:Premature senescence of rice leaves directly affects the photosynthetic efficiency of crops, reducing yield and quality. It is very important to study the molecular mechanism of premature senescence to control and delay senescence. In this paper, the gene location and cloning results of a premature aging mutant psls1 (premature senescence leaf with spots) were reported. The chlorophyll content of the mutant decreased from the bottom to the top of the leaf, the content of hydrogen peroxide was excessive, and the leaf of the mutant was gradually yellowed to wilt. Other agronomic traits, such as plant height, tiller number, main ear length, seed setting rate and grain number per panicle, also became worse. It was further observed by electron microscope that chloroplast degradation, thylakoid granulocyte lamellar blur and osmiophilic granules increased significantly in psls1 senescent leaves. Genetic analysis showed that psls1 was controlled by a pair of recessive genes. Using 1690 premature senility individuals in F _ 2 segregated population of psls1 脳 IRAT129 hybrid, the gene PSLS1 was located within the range of 89 kb between ZS-3 and ZS-8 on chromosome 7. Sequencing results showed that G at the end of exon 2 of a ferric-dependent glutamate synthase gene (LOC_Os07g46460) was replaced by A in the region, resulting in miscut of transcripts, and the deletion of 57 bp base fragment in c DNA of the mutants. In the mutant, the expression of the gene decreased, the activity of glutamate synthase decreased, the content of glutamate decreased significantly, and the metabolism of other amino acids was disturbed. The mutant psls1 premature senescence could be induced by low nitrogen treatment under hydroponic culture. The results showed that PSLS1 mutation resulted in inactivation of glutamate synthase and abnormal nitrogen metabolism, which resulted in premature failure of mutant psls1.
【作者單位】： 中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所/農(nóng)作物基因資源與基因改良國家重大科學工程;四川省農(nóng)業(yè)科學院生物技術核技術研究所;
【基金】：國家自然科學基金項目(91535302) 國家轉基因生物新品種培育重大專項(2015ZX08010-004)資助~~
【分類號】：S511

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