水稻強分蘗基因MT1的克隆研究.pdf

1、水稻是世界上最主要的糧食作物之一，全球約有一半的人以稻米作為主食。分蘗又是水稻與小麥等主要農作物的重要的農藝性狀之一，它直接影響農作物穗數的多少，從而影響水稻單位面積的產量。同時分蘗又是水稻等單子葉植物在生長發(fā)育過程中的一種特殊的分枝方式。因此，對水稻分蘗機理的研究就有著重大的理論意義和應用價值，新的水稻分蘗基因的挖掘與分離將有助于探索水稻分蘗乃至植物界分枝的分子生物學機理，并可以將這些機理運用到水稻的育種中去，來控制水稻植株的分蘗數和

2、群體分蘗數，提高水稻的單位面積產量。 本研究從粳稻中花11號經0.1％EMS處理的后代中獲得兩份強分蘗突變體材料mt1-1和mt1-2，其最顯著生長特征是分蘗速度快，分蘗旺盛，莖蘗細而多，葉片細長，矮生。遺傳分析表明，這兩份強分蘗突變體性狀受同一對隱性基因控制。 為了克隆該強分蘗基因，利用mt1-1與Dular雜交產生的F2群體對此強分蘗性狀的隱性基因進行了精細定位。該基因首先被定位在水稻第1染色體上微衛(wèi)星標記SSR14

3、9和RM297之間，遺傳距離分別是0.80cM，3.10cM。對照已有的連鎖圖，可以推斷出強分蘗基因MT1位于水稻第1染色體長臂的中下部，文獻檢索結果發(fā)現，第1染色體此位置上沒有類似的基因位點，表明該基因位點為一新強分蘗基因，將該基因暫定名為MT1。為了進一步定位MT1基因，利用已經公布的水稻基因組序列在MT1基因附近區(qū)域尋找微衛(wèi)星序列并發(fā)展新的標記，在RM297和SSR149之間發(fā)展了四個有多態(tài)的微衛(wèi)星標記SSR-1-27、SSR-1

4、-24、SSR-mt3和SSR-mt4，用這些分子標記對精細定位群體進行檢測，最終將MT1基因定位于SSR-1-24與SSR-mt4之間，與前者相距0.18cM，與后者相距0.03cM。并以此為基礎，構建了覆蓋MT1基因區(qū)域的BAC重疊群，從中可知MT1基因就位于AP003376上約30kb區(qū)域內。 通過對這30kb堿基序列進行分析，發(fā)現其中一個基因的編碼蛋白與擬南芥的MAX4/CCD8的同源性高達68％。因此，進一步利用PCR