一個水稻黃葉突變體的光合、遺傳和農(nóng)學(xué)特性研究.pdf

1、利用300Gy的60Co-γ射線輻照處理保持系Ⅱ32B，獲得了一個黃葉突變體ⅡB11。經(jīng)與Ⅱ32A回交，育成了一個全生育期帶黃葉標(biāo)記的不育系黃玉A及其保持系黃玉B。本試驗研究了該突變體的光合特性，利用SSR分子標(biāo)記對突變基因進(jìn)行了初步定位，系統(tǒng)分析了黃玉A的農(nóng)學(xué)特性，并應(yīng)用該黃葉標(biāo)記不育系開展了種子生產(chǎn)和品種純度鑒定方法和有效性的研究。結(jié)果如下： 1、突變體黃玉A(B)與野生型Ⅱ32A(B)的光合色素含量存在顯著差異。播后20-

2、80d，與Ⅱ32A、Ⅱ32B相比，黃玉A、黃玉B的葉綠素(Chl)含量分別減少46.3％-53.2％、43.3％-47.8％，類胡蘿卜素(Car)含量分別減少21.5％-31.9％、19.7％-30.9％。Ⅱ32A(B)的Chl a/Chl b和Car/Chl比值分別為4.1和0.20左右，黃玉A(B)的則分別高達(dá)7.5和0.25左右。以黃玉A、Ⅱ32A為母本與恢復(fù)系R3027配組生產(chǎn)的2個F1代，其劍葉的光合色素含量及比例沒有顯著差異

3、，與野生型植株相近。 2、不同時間段內(nèi)測定的突變體葉片光合氣體交換速率均高于野生型，黃玉A、黃玉B在13：10-13：39時的PN為18.4μmol CO2 m-2 s-1、18.7μmol CO2 m-2 s-1，分別較Ⅱ32A、Ⅱ32B增加11.7％、25.0％。不同材料的光響應(yīng)曲線也存在一定差異，突變體較野生型表現(xiàn)較強的光合效率和耐光抑制能力。當(dāng)光合光量子流量(PPFD)大于500μmol m-2 s-1以上時，與Ⅱ32A

4、、Ⅱ32B相比，黃玉A、黃玉B的凈光合速率(PB)分別增加19％-28％、11％-17％，但表觀量子效率(AQY)分別為0.042、0.044，與對照相近。黃玉A/R3027在PPFD大于500μmol m-2s-1以上時的PN值比Ⅱ32A/R3027的增加12％-19％；其AQY為0.054，比Ⅱ32A/R3027的增加28％。突變體的PS2最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(FV/FM)、PS2有效光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv'/FM')、PS2的實際利用

5、量子產(chǎn)額(φPS2)、非環(huán)式電子傳遞速率(ETR)均顯著高于野生型；在吸收光能的分配上，突變體的光化學(xué)猝滅(qP)較高、非光化學(xué)猝滅(qN)較低。 3、通過親本與其它品種的雜交F2代群體葉色分離比例分析，確定該黃葉突變屬于單基因隱性遺傳，突變基因暫命名為xl(t)。進(jìn)一步用兩個F2群體(黃玉B×Ⅱ32B和黃玉A×泥青粘)開展了與水稻SSR分子標(biāo)記的連鎖分析，獲得了一個與該突變基因緊密連鎖的SSR標(biāo)記RM21，遺傳距離為3.74c

6、M。根據(jù)RM21在水稻基因組上的位置，將該黃葉突變基因定位在第11染色體上。 4、黃玉A的育性穩(wěn)定，鑒定花粉不育度達(dá)99.4％；抗病性與野生型對照Ⅱ32A相仿；雖然黃玉A較Ⅱ32A植株變矮，生育期縮短，柱頭外露率有所下降，每穗粒數(shù)變少，但其與恢復(fù)系R3027、明恢63、99亞162配制的雜交組合在生育期比用Ⅱ32A配制的縮短9-11天的情況下，雜種產(chǎn)量仍然顯著高于用Ⅱ32A配制的相應(yīng)組合，表現(xiàn)很強的雜交優(yōu)勢。 5、應(yīng)用葉

7、色標(biāo)記苗期鑒定黃玉A、黃玉A/R6547、黃玉A/HX3的品種純度分別為100％、96.68％、96.71％，與按照田間小區(qū)種植鑒定的方法得到的結(jié)果沒有顯著差異。黃玉A的繁種產(chǎn)量達(dá)1094.3kg ha-1。用黃玉A與R6547、HX3的制種產(chǎn)量分別為2363.3kg ha-1、2265.6kgha-1，比用Ⅱ32A分別增加7.9％和20.9％。 綜上所述，該突變體的多項光合效率指標(biāo)顯著高于野生型，是一份研究光合作用和培育高光效