水稻白化轉(zhuǎn)綠突變體G-,9-的特性分析和基因定位研究.pdf

1、葉綠體發(fā)育和葉綠素的合成受阻對植物的生長發(fā)育有著重要的影響，通常使葉色發(fā)生變異，迄今已鑒定出大量與葉綠素和葉綠體發(fā)育有關(guān)的葉綠素缺陷突變體。水稻葉色白化轉(zhuǎn)綠型突變體(green revertible albino mutant)是眾多葉綠素缺陷突變體中較為特殊的一類，其在一定生育期內(nèi)葉片表現(xiàn)為白化狀，但后期則可正常合成葉綠素，失綠的葉片組織隨著植株的生長發(fā)育而逐漸復(fù)綠，葉片呈正常綠色。該類突變體可作為葉色標(biāo)記性狀應(yīng)用于光溫敏雄性不育系(

2、T/PGMS)、細(xì)胞質(zhì)雄性不育系(CMS)和水稻雜交育種中，特別是在種子純度易受溫度影響的兩系雜交稻育種中具有重要的實(shí)用價值；同時對于植物葉綠體發(fā)育及光合作用相關(guān)功能基因的研究具有重要的理論價值。
　　 本研究以一份具生育期依賴性的水稻葉色白化轉(zhuǎn)綠突變體G9為研究對象，對突變體表型、葉綠素含量變化、遺傳特性、近等基因系特性及雜種后代的農(nóng)藝性狀特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，并利用SSRs及InDels分子標(biāo)記對突變基因進(jìn)行了定位研究。

3、
　　 1.G9突變體的葉色表型特征
　　 G9突變體葉色白化轉(zhuǎn)綠性狀的表達(dá)不受溫度控制。田間條件下，突變體G9植株從出苗到4葉一心期表現(xiàn)為明顯的白化現(xiàn)象，而4葉一心期后新生葉片顏色逐漸回復(fù)正常綠色，同時前1-3白葉也由葉脈向邊緣逐漸轉(zhuǎn)綠；第四葉后新葉顏色與野生型植株的幾乎沒有差異。
　　 2.G9突變體的葉綠素含量
　　 轉(zhuǎn)綠前，突變體G9中葉綠素a、葉綠素b的含量僅為同期廣占63S的0.24％、0.4

4、0％。轉(zhuǎn)綠過程中，G9葉綠素含量仍低于野生型的含量，其Ch1a、Ch1b含量相對于廣占63S分別提高到22.87％、42.66％。轉(zhuǎn)綠后，突變體中Ch1a、Ch1b的含量分別達(dá)到同時期的廣占63S的97.34％、90.47％。突變體G9的葉綠素含量由低到高的變化過程與其在田間葉色的表達(dá)動態(tài)相一致。這表明突變體G9葉片內(nèi)光合色素的合成相對延遲于其野生型親本。
　　 3.G9突變體的遺傳特性
　　 播種突變體G9與葉色正常品

5、種AM6雜交F3代，對有葉色分離的株系進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果符合3:1的理論比。上結(jié)果表明G9突變體的白化轉(zhuǎn)綠性狀受一對隱性核基因控制。
　　 4.G9突變體的白化轉(zhuǎn)綠基因定位
　　 選用RM202、RM287對G9/AM6的F2代中30個隱性突變個體小群體進(jìn)行連鎖分析，發(fā)現(xiàn)RM202、RM287帶型分離比為G9:F1:AM6分別為10：19：1、21：9：0，表明突變基因確實(shí)位于水稻第11號染色體上的SSR標(biāo)記RM202與

6、RM287之間。進(jìn)一步采用G9/AM6雜交F2代的859個突變體單株為定位群體，并利用分布于RM202-RM287之間的63對SSRs和24對InDels將白化轉(zhuǎn)綠突變基因clbGZ定位在InDel標(biāo)記IDJ6和IDJ12之間的1.34Mb物理距離內(nèi)，遺傳距離分別為0.16cM和0.25cM。
　　 5.G9與其野生型廣占63S的等基因系特性
　　 選擇均勻分布于水稻12條染色體上的144對SSR引物對突變體G9及其野生

7、廣占63S進(jìn)行多態(tài)性分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在144對SSR引物中，有110對擴(kuò)增出產(chǎn)物帶型，除RM202有差異外，其余109對SSR在G9和廣占63S間均未出現(xiàn)多態(tài)性條帶，說明二者具有一致的SSR單基因組，是一對良好的近等基因系。
　　 6．突變基因?qū)﹄s種后代農(nóng)藝性狀的影響
　　 對G9/AM6雜交F4代的農(nóng)藝性狀進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)突變基因?qū)τ酌缈偢鶖?shù)、白根數(shù)、最大根長和苗期株高均有顯著影響；對植株分蘗能力、成熟期株高、單穗實(shí)粒數(shù)