【摘要】：脆稈突變體是研究植物莖稈機(jī)械強(qiáng)度遺傳機(jī)制的理想材料。本研究利用~(60)Co-γ誘變粳稻品種‘武運(yùn)粳7號(hào)’(‘Wuyunjing7’,wy7),在其后代中選到1份葉片、葉鞘、莖稈等組織易折斷的脆性突變體,命名為bc-wy7(brittle culm from‘Wuyunjing7’)。與野生型相比,突變體bc-wy7在全生育期期間均表現(xiàn)出脆性,其株高變矮、穗長(zhǎng)變短、穗粒數(shù)減少、生育期推遲,并出現(xiàn)包頸的表型。莖稈細(xì)胞壁糖組分分析表明,突變體bc-wy7莖稈細(xì)胞壁中纖維素和葡萄糖含量顯著降低,木糖及阿拉伯糖的含量顯著增加,其他糖成分含量與野生型無(wú)顯著差異。熒光顯微鏡觀察表明,突變體bc-wy7莖稈表皮層下方厚壁組織及厚壁細(xì)胞細(xì)胞壁變薄,薄壁細(xì)胞呈現(xiàn)變小的趨勢(shì),但排列更緊密。遺傳分析結(jié)果表明,突變體bc-wy7的脆性性狀由1對(duì)隱性核基因控制,利用圖位克隆技術(shù)將該基因定位于第2染色體分子標(biāo)記S2-52與S2-56間180 kb的物理區(qū)段內(nèi),該區(qū)段內(nèi)包含1個(gè)已克隆的與莖稈機(jī)械強(qiáng)度相關(guān)的基因Brittle Culm 3(BC3)。測(cè)序結(jié)果表明,突變體bc-wy7中BC3基因第9外顯子處有2個(gè)堿基缺失,造成移碼突變使翻譯提前終止;定量RT-PCR結(jié)果表明,脆稈突變體bc-wy7莖稈和葉片中BC3基因的表達(dá)量均降低。據(jù)此推斷定位的脆稈基因bc-wy7為BC3基因的等位基因。
[Abstract]:Brittle culm mutant is an ideal material for studying the genetic mechanism of mechanical strength of plant stem. In this study, the japonica rice variety 'Wuyunjing 7' ('Wuyunjing7',wy7') was induced by ~ (60) Co- 緯, and a fragile mutant was selected from its progeny, such as leaves, sheaths and stems, which were easily broken off. Named bc-wy7 (brittle culm from'Wuyunjing7'. Compared with the wild type, the mutant bc-wy7 showed brittleness during the whole growth period, the plant height became shorter, the ear length became shorter, the number of grains per spike decreased, the growth period was delayed, and the phenotype of envelop appeared. The analysis of sugar components in stem cell wall showed that the content of cellulose and glucose in the stem cell wall of mutant bc-wy7 significantly decreased, the content of xylose and arabinose increased significantly, but the other sugars content was not significantly different from that of wild type. The results of fluorescence microscope showed that the thick-walled tissue and thick-walled cell wall became thinner and the parenchyma cells became smaller but arranged more closely under the epidermis of bc-wy7 stem. Genetic analysis showed that the fragile character of the mutant bc-wy7 was controlled by a pair of recessive nuclear genes. The gene was mapped to the physical region of 180 kb between S2-52 and S2-56 by map cloning technique. There was a cloned gene Brittle Culm 3 (BC3) related to the mechanical strength of stem. The sequencing results showed that there were two base deletions in exon 9 of BC3 gene in the mutant bc-wy7, which resulted in the early termination of translation due to the frameshift mutation. The results of quantitative RT-PCR showed that the expression of BC3 gene in bc-wy7 stems and leaves decreased. It was concluded that the brittle culm gene bc-wy7 was the allele of BC3 gene.
【作者單位】： 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物功能基因組學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心;中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”)(2013CBA01402) 江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程(PPZY2015A060)~~
【分類號(hào)】：S511;Q943.2

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本文編號(hào)：2390438