【摘要】：1.水稻穗退化突變體spd11的遺傳分析與基因定位水稻產(chǎn)量主要由4個重要因素決定,單位面積有效穗數(shù)、每穗著粒數(shù)、千粒重、以及結(jié)實率,而穗作為產(chǎn)量的最終表達部位,與水稻產(chǎn)量息息相關(guān)。開展穗部性狀相關(guān)基因的發(fā)掘、克隆及功能研究有利于探明水稻穗部發(fā)育調(diào)控機制,對指導(dǎo)培育高產(chǎn)水稻品種具有重要意義。本實驗利用甲基磺酸乙酯(EMS)處理粳稻品種中花11的直立密穗突變體dense and erect panicle 2獲得一份穗退化突變體spdll,并對其農(nóng)藝性狀、遺傳規(guī)律、基因定位及候選基因進行研究,主要結(jié)果如下：(1)大田條件下,與其對照親本相比,spdll植株劍葉長度增加23%;穗部一次枝梗明顯縮短,且一次枝梗數(shù)量減少58%；小穗幾乎完全退化為白色絮狀物,偶爾可見個別退化不完全的穎花著生,且該穎花僅由一個完全閉合的穎殼組成,不能正常結(jié)實。除此以外,spdll的分蘗數(shù)及劍葉寬等農(nóng)藝性狀無顯著差異。(2)spdll的突變性狀由一對隱性核基因控制,利用分子標(biāo)記將該突變基因定位于第1染色體長臂兩個In/Del標(biāo)記ch1-2295和ch1-2299之間約43.2 kb的區(qū)域內(nèi),遺傳距離分別為0.23 cM和0.46 cM。(3)測序分析發(fā)現(xiàn),spdll突變體中OsLOG基因編碼區(qū)第116位堿基G突變?yōu)閴A基A,造成編碼蛋白的第39位半胱氨酸(C)突變?yōu)槔野彼?Y)。對已報道的多個log等位突變體的突變位點和突變表型嚴重程度的比對分析表明,spd11突變位點可能處于OsLOG蛋白功能的關(guān)鍵位點。SPD11可能是細胞分裂素激活酶基因OsLOG的等位基因。2.水稻黃化轉(zhuǎn)綠突變體d78的遺傳分析與基因克隆高等植物葉綠素作為參與葉片光合作用的重要色素,影響著作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成。葉色突變體是開展光合作用研究的理想材料,它在植物的光合色素合成、葉綠體結(jié)構(gòu)功能分化與發(fā)育等基礎(chǔ)研究中具有重要作用。本研究通過EMS誘變粳稻品種日本晴,得到一份黃化轉(zhuǎn)綠突變體d78,并對其農(nóng)藝性狀、光合色素含量、葉綠體結(jié)構(gòu)、遺傳規(guī)律、突變基因定位克隆及功能互補進行研究,主要結(jié)果如下：(1)d78突變體在苗期表現(xiàn)為淡黃色,隨后葉片隨著生育進程逐漸轉(zhuǎn)綠,直至成熟期其葉色與野生型相比仍然偏黃。d78在苗期生長較為緩慢,抽穗期比野生型推遲。d78每株有效穗數(shù)與野生型相比顯著減少(-39.9%),穗長以及千粒重分別減少7.1%和10.7%,株高、每穗著粒數(shù)和結(jié)實率則沒有明顯差異。(2)與野生型相比,苗期到抽穗期d78的總?cè)~綠素含量減少26.4%-41.9%,Ch1a含量減少25.3%-42.9%,Ch1 b含量減少30.7%-37.9%,類胡蘿卜素含量減少14.8%-20.3%。d78葉肉細胞的葉綠體形狀和大小規(guī)則,與野生型相比并無明顯變化,但d78的葉綠體內(nèi)腔膨脹,葉綠體內(nèi)部基粒垛疊減少且排列松散,類囊體膜排列混亂,嗜餓顆粒數(shù)量增加。(3)d78的突變性狀由一對隱性核基因控制,利用分子標(biāo)記將該突變基因定位于第1染色體長臂兩個In/Del標(biāo)記Z2和Z3之間約66.0 kb的染色體區(qū)域內(nèi),遺傳距離分別為0.19 cM和0.10 cM。(4)對定位區(qū)間內(nèi)15個預(yù)測基因進行遴選,發(fā)現(xiàn)其中一個基因編碼葉綠體前體物質(zhì)。測序分析發(fā)現(xiàn),d78中該基因編碼區(qū)第741堿基由G突變?yōu)锳,造成編碼其蛋白第250位色氨酸(W)的密碼子突變?yōu)榻K止子。D78基因編碼一個含有393個氨基酸的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)N端有一個由23個氨基酸殘基組成的葉綠體定位信號,同時該蛋白還含有一個由23個氨基酸殘基組成的跨膜結(jié)構(gòu)域。(5)從野生型中擴增出野生型D78基因CDS全長,連接到植物雙元表達載體pCAMBIA2300-actin上,利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法,將該基因轉(zhuǎn)入d78突變體,獲得的陽性轉(zhuǎn)基因植株均表現(xiàn)綠色,從而驗證了該基因功能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S511

【參考文獻】

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本文編號：2437266