發(fā)布時間：2019-07-17 15:33

【摘要】：【目的】水稻色素不僅對其自身生長發(fā)育有重要生理作用,而且在水稻育種、農(nóng)副產(chǎn)品改良等方面運用比較廣泛。對水稻色素相關(guān)基因進行表型分析和基因定位,為進一步研究色素代謝途徑及調(diào)控機理奠定基礎(chǔ)�！痉椒ā坷肊MS誘變粳稻長粒粳(CLJ),在突變體庫內(nèi)篩選到一個金黃色穎殼與節(jié)間突變體gh881;在成熟期,測定野生型與gh881的主要農(nóng)藝性狀;將gh881與野生型及中恢8015雜交,觀察BC1F1及F1植株表型,并對BC1F2及F2表型分離進行卡方檢驗,對gh881進行遺傳分析;利用F2群體和圖位克隆的方法對gh881突變基因進行定位;采用q PCR檢測穎殼顏色相關(guān)基因在gh881與野生型不同發(fā)育時期的幼穗、節(jié)間以及劍葉葉鞘的相對表達量�！窘Y(jié)果】與野生型相比,突變體的穎殼與節(jié)間均呈金黃色;除單株有效穗數(shù)外,gh881突變體的株高、每穗總粒數(shù)及實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重等性狀均極顯著降低。遺傳分析和基因定位結(jié)果表明,gh881的突變表型受1對隱性核基因控制,位于第2染色體短臂,并最終將該基因精細定位于標記FH-13和RH-25之間,物理距離約33.2 kb,該區(qū)域中包含4個開放閱讀框(ORFs)�！窘Y(jié)論】序列分析結(jié)果表明,發(fā)現(xiàn)其中一個編碼肉桂醇脫氫酶(CAD)的基因OsC AD2(Os02g0187800)的3 563 bp處發(fā)生了1個單堿基突變(G轉(zhuǎn)換為A),導致該基因編碼區(qū)的第297位氨基酸由甘氨酸突變?yōu)樘於彼?由此認為該突變體為OsC AD2基因單堿基突變的新等位基因。q RT-PCR結(jié)果表明,突變體的節(jié)間中OsCAD2相對表達量極顯著下調(diào),而在劍葉葉鞘及穗部則基本都是極顯著增加,其他相關(guān)基因也發(fā)生顯著變化,證實OsCAD2是木質(zhì)素代謝中的重要基因,且可能與其他相關(guān)基因存在反饋調(diào)節(jié)。
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圖片說明： 468中國水稻科學(ChinJRiceSci)第31卷第5期(2017年9月)因包括：OsMYB48、Os4CL、OsCHI[4]、OsCAD2[6]和OsPAL4[15]。2結(jié)果與分析2.1突變體gh881表型特征成熟期，野生型長粒粳的谷粒穎殼為正常的淡黃色，節(jié)間也表現(xiàn)為正常的淺綠色；但突變體gh881的谷粒穎殼與節(jié)間均呈現(xiàn)金黃色(圖1)。在主要農(nóng)藝性狀方面，除單株有效穗數(shù)與野生型沒有顯著差異外，突變體gh881株高、結(jié)實率、每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重等主要農(nóng)藝性狀均極顯著降低(表2)，可能由于突變體內(nèi)穎殼和節(jié)間顏色變化導致其正常的光合作用受到影響，從而影響了正常的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成。2.2突變體gh881表型發(fā)育進程分析參照程式華等[20]水稻稻穗分化發(fā)育各期形態(tài)特征的鑒別方法，分別觀察野生型和gh881突變體抽穗前15d(S1)、抽穗前7d(S2)、抽穗前3d左右(S3)以及始穗期(S4)和開花當日(S5)五個時期的小穗、節(jié)間以及劍葉葉鞘的顏色變化情況(圖2)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生型穗部顏色變化正常，從S1到S5期，A，B，C，D分別為野生型(WT)與gh881突變體成熟期的穗部和節(jié)間表型。A，B，CandDrepresentthephenotypeofpanicle/grainandinternodeofgh881anditswildtype(WT)atmaturitystage,respectively.圖1突變體gh881的表型分析Fig.1.Phenotypeanalysisofmutantgh881.表2野生型與gh881的主要農(nóng)藝性狀比較(平均值±標準差,n=10)Table2.Comparisonofmainagronomictraitsbetweengh881anditswildtype(WT)(Mean±SD,n=10).性狀TraitWTgh881P株高Plantheight/cm74.75±0.9672.80±1.62**P<0.01單株有效穗數(shù)No.ofpaniclesperplant11.20±1.6912.40±1.43P=0.07每穗總粒數(shù)No.ofspikeletsperpanicle132.31±6.19104.03±8.08**P<0.01每穗實粒數(shù)No.ofgrainsperpanicle117.46±4.946
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圖片說明： 468中國水稻科學(ChinJRiceSci)第31卷第5期(2017年9月)因包括：OsMYB48、Os4CL、OsCHI[4]、OsCAD2[6]和OsPAL4[15]。2結(jié)果與分析2.1突變體gh881表型特征成熟期，野生型長粒粳的谷粒穎殼為正常的淡黃色，節(jié)間也表現(xiàn)為正常的淺綠色；但突變體gh881的谷粒穎殼與節(jié)間均呈現(xiàn)金黃色(圖1)。在主要農(nóng)藝性狀方面，除單株有效穗數(shù)與野生型沒有顯著差異外，突變體gh881株高、結(jié)實率、每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重等主要農(nóng)藝性狀均極顯著降低(表2)，可能由于突變體內(nèi)穎殼和節(jié)間顏色變化導致其正常的光合作用受到影響，從而影響了正常的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成。2.2突變體gh881表型發(fā)育進程分析參照程式華等[20]水稻稻穗分化發(fā)育各期形態(tài)特征的鑒別方法，分別觀察野生型和gh881突變體抽穗前15d(S1)、抽穗前7d(S2)、抽穗前3d左右(S3)以及始穗期(S4)和開花當日(S5)五個時期的小穗、節(jié)間以及劍葉葉鞘的顏色變化情況(圖2)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生型穗部顏色變化正常，從S1到S5期，A，B，C，D分別為野生型(WT)與gh881突變體成熟期的穗部和節(jié)間表型。A，B，，CandDrepresentthephenotypeofpanicle/grainandinternodeofgh881anditswildtype(WT)atmaturitystage,respectively.圖1突變體gh881的表型分析Fig.1.Phenotypeanalysisofmutantgh881.表2野生型與gh881的主要農(nóng)藝性狀比較(平均值±標準差,n=10)Table2.Comparisonofmainagronomictraitsbetweengh881anditswildtype(WT)(Mean±SD,n=10).性狀TraitWTgh881P株高Plantheight/cm74.75±0.9672.80±1.62**P<0.01單株有效穗數(shù)No.ofpaniclesperplant11.20±1.6912.40±1.43P=0.07每穗總粒數(shù)No.ofspikeletsperpanicle132.31±6.19104.03±8.08**P<0.01每穗實粒數(shù)No.ofgrainsperpanicle117.46±4.946
【作者單位】： 中國水稻研究所/浙江省超級稻研究重點實驗室/水稻生物學國家重點實驗室;
【基金】：國家863計劃資助項目(2014AA10A603) 浙江省糧食新品種選育重大科技專項(2016C02050-1) 中國農(nóng)業(yè)科學院基本科研業(yè)務(wù)費專項(Y2016PT34);中國農(nóng)業(yè)科學院創(chuàng)新工程資助項目(CAAS-ASTIP-2013-CNRRI) 國家公益性農(nóng)業(yè)科技研究專項(201403002)
【分類號】：S511

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本文編號：2515516