水稻低植酸突變種質(zhì)的創(chuàng)新、基因定位與遺傳改良.pdf

1、植酸是作物成熟籽粒中磷(P)的主要存在形式，容易與Zn<'2+>、Fe<'3+>、K<'+>和Ca<'2+>等金屬離子鰲合。植酸及植酸鹽實際上不被人和非反芻動物吸收，因此，植酸普遍被認為是谷物籽粒中重要的抗營養(yǎng)成分和造成環(huán)境P富營養(yǎng)化的重要原因之一。本試驗利用理化誘變創(chuàng)造了若干低植酸(lpa)水稻種質(zhì)，開展了水稻lpa突變籽粒的篩選技術(shù)的簡化、lpa突變的遺傳基礎(chǔ)等研究，同時對2個lpa突變進行了分子定位，分析了其對包括種子生活力在內(nèi)的

2、農(nóng)藝性狀的影響。有關(guān)結(jié)果總結(jié)如下： 1、以協(xié)青早(XQZ)及其低植酸(lpa)突變體Os-lpa-XQZ-1為材料，通過研究樣本前處理、提取時間和溫度、顯色時間等因素對水稻籽粒中無機磷(Pi)含量測定結(jié)果的影響，建立起了簡化的水稻高無機磷(HIP)突變籽粒的篩選方法。 2、通過輻射或輻射+NaN3誘變處理，從秈稻協(xié)青早(XQZ)、明恢86(MH86)和R6547及粳稻秀水110(XS110)后代中選育到了非致死型lpa突

3、變體11份(Os-lpa-XQZ-1-1～2、Os-lpa-MH86-1-1～7、Os-lpa-XS110-1和Os-lpa-XS110-2)和純合致死型lpa突變體3份(Os-lpa-XQZ-3、 Os-lpa-R6547-3和Os-lpa-XS110-3)。通過組培挽救胚方法，獲得了Os-lpa-XS110-3和Os-lpa-R6547-3的純合lpa植株。這些非致死型突變體種子中植酸磷減少約34％～64％，同時無機磷增加約3～6倍

4、，但是總磷不變。 3、遺傳分析表明，所有非致死型和致死型lpa突變均受1對隱性基因控制。等位性測定結(jié)果表明，Os-lpa-XQZ-1、Os-lpa-XS110—1、Os-lpa-XS110-2和Os-lpa-MH86-1相互非等位；Os-lpa-XQZ-1與已經(jīng)報道的KBNT LPA1-1等位；2個XQZ的突變體Os-lpa-XQZ-1-1～2屬等位性突變，同樣，7個MH86的突變體Os-lpa-MH86-1-1～7也屬等位性突

5、變。非等位lpa突變體雜交后代中，除Os-lpa-XQZ-1與Os-lpa-MH86-1符合7∶9的理論值從而表明其兩對基因呈獨立遺傳外，其它材料間關(guān)系復(fù)雜，預(yù)示可能存在不同方式的互作關(guān)系。 4、利用SSR分子標記對Os-lpa-XS110-1和Os-lpa-XQZ-1的突變基因進行了定位。采用半粒法檢測HIP表型，組培獲得相應(yīng)幼苗和植株，構(gòu)建了秈粳交G0133/Os-lpa-XS110-1 F<,2>群體的突變型和野生型基因池

6、，通過分析358個SSR位點，獲得連鎖標記RMl43、-571、-468和-3199；進一步通過單株分析，將Os-lpa-XS110-1突變基因定位在染色體3S上，與RM3199相距～1.907cM；該區(qū)段存在一個與玉米肌醇激酶(MIK)基因同源的位點LOC-Os03g52760；由于MIK突變導(dǎo)致玉米lpa3突變，因此Os-lpa-XS110-1也極可能是由于該基因突變造成。利用Os-lpa-XQZ-1/華恢7號F<,2>群體研究發(fā)現(xiàn)

7、，該lpa突變基因與染色體2L的分子標記RM208和RM3542緊密連鎖，與Os-lpa-XQZ-1和KBNT lpa-1等位性測定的結(jié)果相一致。 5、在比較分析2個lpa突變體與其野生親本農(nóng)藝性狀的基礎(chǔ)上，研究了3個雜交后代中l(wèi)pa突變型與野生親本型的F<,2>單株和F<,2∶3>株系的產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀和種子活力。結(jié)果表明，2個lpa突變對產(chǎn)量和千粒重、種子生活力均有顯著的負面影響。但是，部分lpa突變型株系的產(chǎn)量和千粒重顯著高