水稻雄性不育突變體D63和黃葉突變體577ys的遺傳分析和基因定位.pdf

1、水稻雄性不育突變體和葉色突變體是應(yīng)用廣泛的兩類變異，也是進(jìn)行水稻育種和功能基因組研究的重要材料。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)化學(xué)誘變獲得突變性狀能穩(wěn)定遺傳的水稻雄性核不育突變體D63和葉色黃化突變體577ys兩份材料，并對(duì)這2份突變體進(jìn)行了遺傳分析和基因定位等研究，主要結(jié)果如下:
　　1.雄性不育突變體D63的表型特征和主要農(nóng)藝性狀:該突變體雌蕊正?？捎?，雄蕊數(shù)量也為正常的6枚，但花絲細(xì)而長(zhǎng)，花藥瘦小、干癟并呈乳白色，花粉囊內(nèi)

2、無(wú)花粉粒，屬于無(wú)花粉型雄性不育;不育特性不受光溫條件的影響，屬于典型的普通核不育類型。成熟期，該突變體與野生型親本G46相比，穗伸出度減少了266.7％，株高降低了13.7％，分蘗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、劍葉長(zhǎng)和葉寬等主要農(nóng)藝性狀影響不顯著。
　　2.雄性不育突變體D63突變性狀遺傳分析:將雄性不育突變體D63分別與G46B和ZH11雜交，根據(jù)F1、F2代植株表型和分離特點(diǎn)對(duì)該突變性狀進(jìn)行遺傳分析。調(diào)查結(jié)果表明，在兩個(gè)雜種后代中F1代

3、植株均表現(xiàn)為可育，F(xiàn)2代群體中可育植株和不育植株分離明顯，經(jīng)x2檢驗(yàn)，兩種表型植株數(shù)分離比符合3∶1，表明D63的突變表型受一對(duì)隱性核基因控制。
　　3.雄性不育突變體D63的基因定位和候選基因遴選測(cè)序:選取D63/中花11的F2代群體為定位群體，采用SSR標(biāo)記和InDel標(biāo)記，最終將該雄性不育基因定位在第二染色體著絲粒附近J2和J4兩個(gè)InDel標(biāo)記之間約105.8Kb的區(qū)域內(nèi)，目標(biāo)基因與這兩個(gè)標(biāo)記的遺傳距離分別為0.2cM和0

4、.1cM。候選基因遴選和測(cè)序結(jié)果表明:D63突變體在已知基因LOC_Os02g28970基因編碼區(qū)第1580個(gè)堿基A突變成C，造成編碼分泌性成束糖蛋白的第527位組氨酸(His)突變?yōu)楦彼?Pro)。與已報(bào)道的MTR1相比，D63為L(zhǎng)OC_Os02g28970基因的不同類型、不同位點(diǎn)突變，造成的突變表型也有較大差異。
　　4.黃葉突變體577ys的表型特征和主要農(nóng)藝性狀:577ys突變體在其整個(gè)生育期均表現(xiàn)為葉片黃色且苗期葉片帶

5、有部分銹斑，與野生型親本日本晴差異明顯。在成熟期，與野生型親本相比，577ys突變體株高降低了15.2％，單株有效穗數(shù)減少了30.4％，劍葉長(zhǎng)變短8.0％，結(jié)實(shí)率降低了9.0％，千粒重降低了10.2％，生育期延遲了14天左右，其他農(nóng)藝性狀差異不顯著。
　　5.黃葉突變體577ys不同時(shí)期光合色素含量變化:與日本晴相比，苗期黃葉突變體577ys葉綠素a含量降低了81.34％，葉綠素b含量降低了92.75％，類胡蘿卜素含量降低了57.

6、89％，葉綠素a、b的比值增加了156.20％。抽穗期，葉綠素a含量降低了49.56％，葉綠素b含量降低了70.42％，類胡蘿卜素含量降低了48.86％，葉綠素a、b的比值增加了71.25％。苗期和抽穗期突變體和野生型親本光合色素差異均顯著，說(shuō)明突變體光合色素合成受阻。
　　6.黃葉突變體577ys突變體葉肉細(xì)胞電鏡結(jié)構(gòu):透射電鏡結(jié)果表明，與野生型親本相比，黃化突變體577ys葉肉細(xì)胞葉綠體類囊體膜被破壞，基粒片層較少且排列比較混

7、亂，幾乎看不到嵴。此外，葉綠體中嗜鋨體數(shù)量明顯增多。
　　7.黃葉突變體577ys的基因定位和候選基因的遴選測(cè)序:選取577ys/明恢63的F2代群體為突變基因定位群體，采用SSR標(biāo)記與InDel標(biāo)記，將577ys黃葉突變基因定位于水稻第1號(hào)染色體上，與兩個(gè)標(biāo)記RM129和RM259的遺傳距離分別為8.9cM和13.3cM。最終把該黃葉突變基因定位在RM572和Z1之間約105.4Kb的染色體區(qū)域內(nèi)，該黃葉突變基因與這兩個(gè)分子標(biāo)記