五份水稻葉色突變體的遺傳鑒定.pdf

1、葉色突變體是用于水稻功能基因組研究的重要材料，葉色作為特殊標(biāo)記性狀在實(shí)際生產(chǎn)中也有一定的應(yīng)用價(jià)值。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)化學(xué)誘變獲得水稻葉色突變體507ys、522ys、530ys、ygl80和zebra524，并對(duì)這5份突變體進(jìn)行了遺傳鑒定，主要結(jié)果如下:
　　507ys、522ys和530ys等3份水稻黃綠葉突變體，均篩選自EMS誘變粳稻品種日本晴突變體庫，在大田條件下全生育期均表現(xiàn)為黃綠葉。與野生型親本日本晴相比，

2、507ys、522ys和530ys的株高平均降低10.4％，每株有效穗數(shù)降低28.0％，每穗著粒數(shù)降低8.8％，結(jié)實(shí)率降低9.1％，千粒重降低16.3％。遺傳分析表明，這3份突變體的突變性狀均由1對(duì)隱性核基因控制。利用分子標(biāo)記將507ys突變基因定位于第10染色體RM333和L3之間，物理距離約60.2 kb;將522ys突變基因定位于第10染色體上RM333和RM4771分子標(biāo)記之間，遺傳距離分別為0.64 cM和3.16 cM;將5

3、30ys突變基因定位于第10染色體上RM333和RM4771分子標(biāo)記之間，遺傳距離分別為0.52 cM和2.59cM。等位性雜交實(shí)驗(yàn)表明507ys、522ys和530ys的3個(gè)突變基因是等位的，序列分析表明這3個(gè)突變體在編碼葉綠素酸酯a加氧酶的OsCAO1基因都發(fā)生了單堿基的突變，即G堿基變成A堿基，但507ys和522ys的突變點(diǎn)位于外顯子上，530ys的突變位點(diǎn)可能發(fā)生在位于內(nèi)含子中的剪接位點(diǎn)上。HPLC分析表明，這3份突變體苗期葉

4、片沒有檢測(cè)到葉綠素b。因此，507ys、522ys和530ys等3份突變體的候選基因與已報(bào)道的OsCAO1基因是等位基因。
　　通過化學(xué)誘變粳稻品系10079篩選到1份遺傳穩(wěn)定的水稻黃綠葉突變體ygl80。與野生型親本相比，ygl80突變體在苗期葉綠素和類胡蘿卜素的含量下降76.64％和53.85％;在孕穗期葉綠素和類胡蘿卜素含量分別下降54.59％和41.18％。成熟期株高減少14.8％、每株有效穗數(shù)減少16.5％、每穗著粒數(shù)減

5、少21.3％、穗長(zhǎng)減少9.1％和千粒重減少7.4％。前人已將該突變基因定位在水稻第5染色體上的C2和C3兩個(gè)InDel標(biāo)記之間，兩標(biāo)記之間的物理距離約為90kb。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)90 kb的定位區(qū)間內(nèi)包含11個(gè)預(yù)測(cè)基因，基因組序列分析表明ygl80突變體在編碼葉綠素合酶的YGL1(LOC_Os05g28200)基因第5027堿基處由堿基C突變?yōu)閴A基T，使編碼蛋白序列第348位的脯氨酸(Pro)突變成亮氨酸(Leu)。故ygl80突變體的

6、候選基因是已報(bào)道的ygl1黃綠葉突變基因的等位基因。
　　通過化學(xué)誘變?nèi)毡厩绔@得zebra524突變體，該突變體表現(xiàn)苗期斑馬葉，孕穗期轉(zhuǎn)變?yōu)榈G葉，抽穗至灌漿結(jié)實(shí)期籽粒穎殼蒼白色，成熟期節(jié)呈褐色、節(jié)間基部呈粉紅色、胚和穎果基部呈橙紅色，以及在黑暗條件下培養(yǎng)萌發(fā)的胚芽呈橙紅色。該突變體苗期及孕穗期葉片葉綠素含量分別降低82.8％和20.9％，類胡蘿卜素含量分別降低64.7％和32.6％;灌漿結(jié)實(shí)期穎殼葉綠素和胡蘿卜素含量分別降低38

7、.1％和42.8％。成熟期，zebra524突變體的株高、每穗著粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重比野生型分別減少12.3％、9.5％、13.0％和5.4％。突變基因被定位于第2染色體SSR標(biāo)記RM7082和InDel標(biāo)記Y2之間，遺傳距離分別為0.5 cM和1.7 cM，這2個(gè)標(biāo)記之間的物理距離約為235 kb。序列分析發(fā)現(xiàn)在編碼番茄紅素β-環(huán)化酶的β-OsLCY(LOC_Os02g09750)基因編碼區(qū)第235堿基處堿基G突變?yōu)閴A基T，使得編碼蛋