水稻早衰突變體esl3的鑒定與基因定位.pdf

1、葉片是植物進(jìn)行光合作用的重要器官，其衰老是一種受遺傳和外界因子（如日照、病害、遮陰、高溫、干旱和水澇等）影響的高度程序化過(guò)程，是植物生命科學(xué)領(lǐng)域研究的核心問(wèn)題之一[1]。葉片早衰可導(dǎo)致光合能力降低，引起灌漿不足、結(jié)實(shí)率下降、千粒重變小等現(xiàn)象。水稻一旦早衰，將嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)，如正常成熟期功能葉壽命延長(zhǎng)1d，理論上可使水稻增產(chǎn)2％，實(shí)際增產(chǎn)1％左右[2]。衰老機(jī)制的研究和早衰調(diào)控基因的克隆，是提高水稻等作物產(chǎn)量的重要途徑之一。水稻早衰突

2、變體是研究衰老機(jī)理的理想材料。目前，雖然得到了一些水稻早衰突變體，但大部分研究?jī)H局限于對(duì)其基因定位、生理特性和超微結(jié)構(gòu)等方面的研究。本實(shí)驗(yàn)利用EMS誘變秈型恢復(fù)系縉恢10號(hào)，得到一個(gè)早衰突變體esl3(earlysenescenceleaf3)，主要結(jié)論如下:
　　 1esl3突變體的表型分析和農(nóng)藝性狀調(diào)查
　　 突變體esl3從苗期開(kāi)始，葉片中上部即呈現(xiàn)褐化枯萎，該特征一直持續(xù)到植株成熟。與野生型相比，esl3的結(jié)實(shí)率

3、無(wú)明顯變化，有效穗和穗長(zhǎng)顯著降低，穗粒數(shù)、千粒重、株高和干物質(zhì)則極顯著下降。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，突變體除穗長(zhǎng)和穗頸節(jié)間顯著下降外，其余節(jié)間均極顯著縮短，但葉片長(zhǎng)度無(wú)明顯變化。
　　 2esl3突變體的葉綠體色素含量和光合速率的測(cè)定
　　 esl3衰老部位的光合色素含量相比野生型極顯著下降，葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量分別下降了81.5％、90.7％和76％;綠色部位葉片的光合色素含量則略有升高，分別升高了15.3％、

4、6.2％和10.3％。光合速率測(cè)定表明，突變體衰老部位的光合速率極顯著低于野生型，綠色部位則極顯著高于野生型。
　　 3esl3突變體理化分析
　　 esl3突變體的超氧陰離子(O2-)量與野生型相比極顯著降低，僅為野生型的34.8％;esl3過(guò)氧化氫(H2O2)含量比野生型升高了45.3％，極顯著增加;esl3羥基自由基(OH-1)比野生型增高了近1倍，極顯著增加。
　　 突變體中的SOD酶活性與野生型相比，降

5、低了41.4％;POD與野生型相比升高了45.7％;CAT活性極顯著下降，僅為野生型的75.1％。
　　 4esl3突變體超微結(jié)構(gòu)觀察
　　 超微結(jié)構(gòu)觀察，esl3多數(shù)細(xì)胞形狀不規(guī)則，部分降解中空，內(nèi)容物固縮，葉綠體片層結(jié)構(gòu)模糊，類囊體異常。
　　 5ESL3基因的精細(xì)定位
　　 遺傳學(xué)分析表明，該突變體受一對(duì)隱性核基因調(diào)控。利用391株日本晴/esl3的F2突變型單株，最終將ESL3定位在第5染色體標(biāo)記