水稻白條紋葉突變體wdl1的圖位克隆和功能初步分析
發(fā)布時間:2020-12-12 14:05
本研究以水稻白條紋葉色突變體wdl1(white dragon leaf one)和野生型龍粳11號為試驗材料,對突變體開展了葉片光合特性、葉綠體超微結(jié)構(gòu)和重要農(nóng)藝性狀的測定及分析,并對突變性狀基因進(jìn)行定位克隆。研究結(jié)果如下:1.與龍粳11號相比,突變體wdl1的莖稈和葉片在整個生育期均表現(xiàn)出白條紋,1-3葉白條紋較弱,4-5葉逐漸加重,直至成熟。在3-8葉期,突變體wdl1的葉綠素含量(SPAD值)低于龍粳11號,其中葉綠素b、類胡蘿卜素和總?cè)~綠素含量均顯著降低,分別為龍粳11號的84.66%、91.78%和93.63%,而葉綠素a的含量基本保持不變。突變體wdl1的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率分別比龍粳11號降低17.53%、2.19%和17.99%,胞間CO2濃度升高4.49%。突變體wdl1的初始熒光比龍粳11號降低24.79%,最大光化學(xué)效率和電子傳遞速率分別比龍粳11號升高1.21%、33.36%,非光化學(xué)猝滅系數(shù)基本不變。通過對葉綠體超微結(jié)構(gòu)的觀察發(fā)現(xiàn),與龍粳11號相比,突變體wdl1的葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠體數(shù)量降低,淀粉粒的數(shù)量明顯增多。2.與龍粳11號相比,突變體wdl1...
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:43 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
綠色植物葉綠素的合成途徑Fig.1Syntheticpathwayofgreenplantchlorophyll注:①谷氨酰-tRNA還原酶;②谷氨酸-1-半醛轉(zhuǎn)氨酶;③膽色素原合酶;④羥甲基后膽色素原合酶;⑤尿卟啉原Ш合
圖 2 圖位克隆方法和步驟Fig.2 Steps of position cloning metho稻條紋葉基因的克隆稻條紋葉是葉色突變體的一種類型,其常表現(xiàn)為與葉脈平行的黃色或白定位的水稻條紋葉基因較多,克隆的相對較少(表 1)。yss1 突變體的條在 2-4 葉期,自 5 葉期后葉色恢復(fù)正常。與野生型相比,yss1 突變體葉葉綠素 b 含量顯著降低。通過功能分析發(fā)現(xiàn),yss1 基因編碼的質(zhì)體 RN控因子對水稻苗期葉片葉綠體發(fā)育至關(guān)重要,突變會導(dǎo)致葉片白條紋化(017); WSL4 是溫度敏感型突變體,RT-PCR 分析表明,低溫可使 WSL葉中表達(dá)量上調(diào)。進(jìn)一步分析顯示,CHLD、CHLI、CHLH 等基因在突變被抑制,致使鎂離子螯合酶含量下降,葉綠素含量降低,最終造成葉色gY, et al. 2017)。
圖 3 突變體 wdl1 與龍粳 11 號的表型Fig.3 Phenotype between mutant wdl1 and Longgeng 11綠素含量分析 3-8 葉期,突變體 wdl1 的葉綠素含量(SPAD 值)低于龍粳 11 號,在 葉綠素含量(SPAD 值)差異顯著(圖 6)。通過對葉綠素含量分析可知葉綠素 b、類胡蘿卜素和總?cè)~綠素含量均顯著降低,分別為龍粳 11 號的 8和 93.63%,而葉綠素 a 的含量基本不變。(圖 7)。這表明在突變體 wdl 的合成途徑可能受阻,進(jìn)而導(dǎo)致葉綠素總含量降低,葉片白條紋化。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一個水稻黃綠葉突變體ygl14(t)的鑒定及基因定位[J]. 林添資,孫立亭,景德道,錢華飛,余波,曾生元,李闖,龔紅兵. 核農(nóng)學(xué)報. 2018(02)
[2]水稻淡綠葉基因PGL11的鑒定與精細(xì)定位[J]. 涂政軍,鄒國興,黃李超,陳龍,代麗萍,高易宏,冷語佳,朱麗,張光恒,胡江,任德勇,高振宇,董國軍,陳光,郭龍彪,錢前,曾大力. 中國水稻科學(xué). 2017(05)
[3]一個水稻溫敏黃化突變體的表型分析和基因定位[J]. 張?zhí)煊?周春雷,劉喜,孫愛伶,曹鵬輝,Thanhliem NGUYEN,田云錄,翟虎渠,江玲. 作物學(xué)報. 2017(10)
[4]一個新水稻低溫敏感葉色突變體tcm11的鑒定及基因定位[J]. 王文娟,吳蘭蘭,雷曉慶,趙懷玉,林冬枝,董彥君. 上海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[5]粳稻蒸煮食味品質(zhì)相關(guān)性狀的QTL分析[J]. 姚曉云,王嘉宇,劉進(jìn),王棋,姜鑫,姜樹坤,徐正進(jìn). 植物學(xué)報. 2016(06)
[6]OspTAC2 encodes a pentatricopeptide repeat protein and regulates rice chloroplast development[J]. Dekai Wang,Heqin Liu,Guowei Zhai,Liangsheng Wang,Jianfeng Shao,Yuezhi Tao. Journal of Genetics and Genomics. 2016(10)
[7]一個水稻“斑馬葉”葉色突變體基因zebra leaf2(zl2)的圖位克隆[J]. 劉勝,魏祥進(jìn),邵高能,唐紹清,胡培松. 中國水稻科學(xué). 2013(03)
[8]水稻葉色突變體的高光合特性[J]. 歐立軍. 作物學(xué)報. 2011(10)
[9]水稻ygl98黃綠葉突變基因的精細(xì)定位與遺傳分析[J]. 孫小秋,王兵,肖云華,萬春美,鄧曉建,王平榮. 作物學(xué)報. 2011(06)
[10]水稻葉色突變體的理化性質(zhì)及農(nóng)藝性狀研究(英文)[J]. 王麗,趙德明,李云武,楊叢金,王峰. Agricultural Science & Technology. 2010(Z1)
博士論文
[1]水稻白條紋基因WSL4的圖位克隆與功能分析[D]. 汪穎.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2017
[2]水稻類病斑基因SPL30的功能研究及溫敏型黃綠葉突變體ygl的鑒定[D]. 阮班普.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]兩個水稻花器官發(fā)育基因的圖位克隆和分子機(jī)制研究[D]. 張宇.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[4]水稻苗期白葉基因OsBT1-3的圖位克隆與功能研究[D]. 胡道恒.武漢大學(xué) 2017
[5]三個水稻葉綠素代謝相關(guān)基因的鑒定與功能分析[D]. 劉進(jìn).沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]水稻黃葉基因YL1的圖位克隆和功能研究[D]. 胡智.揚(yáng)州大學(xué) 2017
[2]兩個水稻株型相關(guān)基因的鑒定與分析[D]. 楊生龍.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]水稻葉形及葉脈發(fā)育調(diào)控基因OsARVL4定位及功能分析[D]. 王莉.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2014
[4]水稻白條紋葉突變體B38的表型分析及突變基因的精細(xì)定位[D]. 王新華.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[5]水稻白條紋葉突變體stl2的精細(xì)定位[D]. 葉衛(wèi)軍.浙江師范大學(xué) 2013
[6]一個新的水稻葉色白化突變基因的圖位克隆[D]. 張洪征.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2013
[7]水稻無中葉脈突變體dl2的生理機(jī)制分析及中脈發(fā)育基因DL2的初步定位[D]. 車樹剛.重慶大學(xué) 2012
[8]水稻葉色突變體的光合和生理生化特性研究[D]. 呂典華.西南大學(xué) 2010
本文編號:2912696
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:43 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
綠色植物葉綠素的合成途徑Fig.1Syntheticpathwayofgreenplantchlorophyll注:①谷氨酰-tRNA還原酶;②谷氨酸-1-半醛轉(zhuǎn)氨酶;③膽色素原合酶;④羥甲基后膽色素原合酶;⑤尿卟啉原Ш合
圖 2 圖位克隆方法和步驟Fig.2 Steps of position cloning metho稻條紋葉基因的克隆稻條紋葉是葉色突變體的一種類型,其常表現(xiàn)為與葉脈平行的黃色或白定位的水稻條紋葉基因較多,克隆的相對較少(表 1)。yss1 突變體的條在 2-4 葉期,自 5 葉期后葉色恢復(fù)正常。與野生型相比,yss1 突變體葉葉綠素 b 含量顯著降低。通過功能分析發(fā)現(xiàn),yss1 基因編碼的質(zhì)體 RN控因子對水稻苗期葉片葉綠體發(fā)育至關(guān)重要,突變會導(dǎo)致葉片白條紋化(017); WSL4 是溫度敏感型突變體,RT-PCR 分析表明,低溫可使 WSL葉中表達(dá)量上調(diào)。進(jìn)一步分析顯示,CHLD、CHLI、CHLH 等基因在突變被抑制,致使鎂離子螯合酶含量下降,葉綠素含量降低,最終造成葉色gY, et al. 2017)。
圖 3 突變體 wdl1 與龍粳 11 號的表型Fig.3 Phenotype between mutant wdl1 and Longgeng 11綠素含量分析 3-8 葉期,突變體 wdl1 的葉綠素含量(SPAD 值)低于龍粳 11 號,在 葉綠素含量(SPAD 值)差異顯著(圖 6)。通過對葉綠素含量分析可知葉綠素 b、類胡蘿卜素和總?cè)~綠素含量均顯著降低,分別為龍粳 11 號的 8和 93.63%,而葉綠素 a 的含量基本不變。(圖 7)。這表明在突變體 wdl 的合成途徑可能受阻,進(jìn)而導(dǎo)致葉綠素總含量降低,葉片白條紋化。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一個水稻黃綠葉突變體ygl14(t)的鑒定及基因定位[J]. 林添資,孫立亭,景德道,錢華飛,余波,曾生元,李闖,龔紅兵. 核農(nóng)學(xué)報. 2018(02)
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[3]一個水稻溫敏黃化突變體的表型分析和基因定位[J]. 張?zhí)煊?周春雷,劉喜,孫愛伶,曹鵬輝,Thanhliem NGUYEN,田云錄,翟虎渠,江玲. 作物學(xué)報. 2017(10)
[4]一個新水稻低溫敏感葉色突變體tcm11的鑒定及基因定位[J]. 王文娟,吳蘭蘭,雷曉慶,趙懷玉,林冬枝,董彥君. 上海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[5]粳稻蒸煮食味品質(zhì)相關(guān)性狀的QTL分析[J]. 姚曉云,王嘉宇,劉進(jìn),王棋,姜鑫,姜樹坤,徐正進(jìn). 植物學(xué)報. 2016(06)
[6]OspTAC2 encodes a pentatricopeptide repeat protein and regulates rice chloroplast development[J]. Dekai Wang,Heqin Liu,Guowei Zhai,Liangsheng Wang,Jianfeng Shao,Yuezhi Tao. Journal of Genetics and Genomics. 2016(10)
[7]一個水稻“斑馬葉”葉色突變體基因zebra leaf2(zl2)的圖位克隆[J]. 劉勝,魏祥進(jìn),邵高能,唐紹清,胡培松. 中國水稻科學(xué). 2013(03)
[8]水稻葉色突變體的高光合特性[J]. 歐立軍. 作物學(xué)報. 2011(10)
[9]水稻ygl98黃綠葉突變基因的精細(xì)定位與遺傳分析[J]. 孫小秋,王兵,肖云華,萬春美,鄧曉建,王平榮. 作物學(xué)報. 2011(06)
[10]水稻葉色突變體的理化性質(zhì)及農(nóng)藝性狀研究(英文)[J]. 王麗,趙德明,李云武,楊叢金,王峰. Agricultural Science & Technology. 2010(Z1)
博士論文
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[2]水稻類病斑基因SPL30的功能研究及溫敏型黃綠葉突變體ygl的鑒定[D]. 阮班普.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
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[4]水稻苗期白葉基因OsBT1-3的圖位克隆與功能研究[D]. 胡道恒.武漢大學(xué) 2017
[5]三個水稻葉綠素代謝相關(guān)基因的鑒定與功能分析[D]. 劉進(jìn).沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]水稻黃葉基因YL1的圖位克隆和功能研究[D]. 胡智.揚(yáng)州大學(xué) 2017
[2]兩個水稻株型相關(guān)基因的鑒定與分析[D]. 楊生龍.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]水稻葉形及葉脈發(fā)育調(diào)控基因OsARVL4定位及功能分析[D]. 王莉.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2014
[4]水稻白條紋葉突變體B38的表型分析及突變基因的精細(xì)定位[D]. 王新華.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[5]水稻白條紋葉突變體stl2的精細(xì)定位[D]. 葉衛(wèi)軍.浙江師范大學(xué) 2013
[6]一個新的水稻葉色白化突變基因的圖位克隆[D]. 張洪征.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2013
[7]水稻無中葉脈突變體dl2的生理機(jī)制分析及中脈發(fā)育基因DL2的初步定位[D]. 車樹剛.重慶大學(xué) 2012
[8]水稻葉色突變體的光合和生理生化特性研究[D]. 呂典華.西南大學(xué) 2010
本文編號:2912696
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