一份新的水稻黃化突變體的遺傳分析及基因定位.pdf

1、葉綠素是植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的重要色素。葉綠素的生物合成是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，當(dāng)植物基因組的某些位點(diǎn)發(fā)生變異會(huì)影響葉綠素的代謝，從而導(dǎo)致植物的葉色發(fā)生改變。水稻葉綠素合成缺陷突變體不僅是研究高等植物的光合作用，葉綠素的生物合成，葉綠體的遺傳分化及發(fā)育等的重要材料，而且可作為標(biāo)記性狀在水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用中應(yīng)用。因此，水稻葉綠素合成缺陷突變基因的發(fā)掘、研究和利用一直受到人們的重視。 本文從水稻新品系824B中發(fā)現(xiàn)一份黃化突變體82

2、4ys，研究了該黃化突變體的形態(tài)特征、農(nóng)藝性狀、生理特性及葉綠體超微結(jié)構(gòu)，利用其與正常綠色的原始親本824B及水稻品系Ⅱ-32B和495R的雜交F1、F2代分析了該黃化性狀的遺傳行為，并利用微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)該黃化突變基因進(jìn)行了初步定位。主要結(jié)果如下： 1、824ys黃化突變體的表型特征是：葉色為黃綠色，植株變矮，分蘗數(shù)減少，生育期延長(zhǎng)。此突變體從幼苗期開(kāi)始整株就呈現(xiàn)黃化性狀，在與正常綠色品系混播情況下，由于在競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光中處于弱勢(shì)而不能

3、長(zhǎng)成壯苗，具有群體競(jìng)爭(zhēng)性致死現(xiàn)象。 2、在苗期、分蘗期和抽穗期3個(gè)不同的發(fā)育期，824ys光合色素含量較824B都表現(xiàn)為下降，其中葉綠素含量下降58.10～66.66％，類胡蘿卜素含量下降13.45～27.85％，葉綠素a和葉綠素b的含量分別下降52.05～59.49％和88.70～98.19％。葉綠素含量下降幅度比類胡蘿卜素大，葉綠素b含量下降幅度又比葉綠素a大，由此推測(cè)葉綠素b含量的大幅下降可能是造成突變體呈現(xiàn)黃化性狀的最主

4、要原因。 3、通過(guò)石蠟切片觀察發(fā)現(xiàn)，突變體824ys葉片結(jié)構(gòu)中的機(jī)械組織、硅狀突起物、木質(zhì)部、維管束鞘、韌皮部及泡狀細(xì)胞等較其原始親本824B無(wú)明顯變化，但是，其葉肉細(xì)胞部分染色較淺，說(shuō)明有的葉綠體結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)退化、降解。通過(guò)電鏡觀察葉綠體超微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，突變體824ys的葉綠體內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯改變，其基粒和基粒片層減少，有的基粒已嚴(yán)重退化解體，基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)有大量的囊泡存在，嗜鋨顆粒增加并聚集。 4、對(duì)824ys與3個(gè)正常

5、綠色品種所配制的雜交組合進(jìn)行遺傳分析，結(jié)果表明所有組合F1代的葉色均表現(xiàn)為正常綠色，F(xiàn)2代正常綠苗和黃化苗的分離比例均符合3∶1的期望比，表明該黃化突變性狀由1對(duì)隱性核基因控制。 5、選取495R/824ys的F2代作為定位群體，用比較均勻分布于水稻12條染色體上的345對(duì)微衛(wèi)星引物對(duì)親本495R和824ys的DNA進(jìn)行SSR分析，然后用在兩親本間表現(xiàn)出多態(tài)性的引物擴(kuò)增綠苗和黃化苗近等基因池，再用在池中檢測(cè)到多態(tài)的引物擴(kuò)增F2群