水稻稃片失綠突變體及其Ds標簽基因的鑒定.pdf

1、隨著水稻基因組全核苷酸序列測定工作的完成，功能基因組學研究已經(jīng)成為水稻分子生物學研究的重要內容。開展水稻重要農(nóng)藝性狀相關基因的定位、克隆和功能分析等方面的研究，對于水稻和其它禾本科植物都具有十分重要的理論意義和應用價值。突變體庫的構建是功能基因組學研究的一條重要的途徑。近年來，利用插入突變構建突變體庫的方法得到了廣泛應用，Ac/Ds標簽系統(tǒng)構建插入突變體庫是最常用的方法之一。
　　本研究從粳稻品種Dongjin（Oryza sat

2、iva L. var. Japonica cv. Dongjin）的Ac/Ds插入突變株系中發(fā)現(xiàn)了一例稃片失綠突變體，對突變體植株表型進行了初步的形態(tài)和生理學鑒定；同時，利用TAIL-PCR技術分離了突變體Ds插入部位的側翼序列，并利用生物信息學分析對其進行染色體定位和相關基因的結構和功能預測。此外，基于多重 PCR技術對突變體后代的 Ds插入進行了基因型分析。本研究取得了以下主要結果：
　　與野生型水稻相比，稃片失綠突變體表現(xiàn)為

3、植株抽穗后內稃和外稃均呈白色，其它部位（如葉片、穗軸及小梗）均呈正常的綠色，成熟后稃片轉黃。隨機選取突變體和野生型水稻各100株，測量比較兩者在株高、分蘗數(shù)、千粒重等指標上的差異，并通過SPSS軟件進行數(shù)據(jù)分析。結果顯示，稃片失綠突變體在株高、分蘗數(shù)上與野生型均有顯著差異。同時，分析突變體與野生型抽穗期稃片中葉綠素的含量，結果顯示，與野生型相比，突變體抽穗期稃片中葉綠素、類胡蘿卜素含量均顯著降低。
　　采用TAIL-PCR技術，從

4、稃片失綠突變體基因組DNA中擴增并分離出Ds插入部位的2條側翼序列。經(jīng)過序列測定和生物信息學分析，對Ds的插入位點進行了染色體定位。以Ds側翼序列為待查詢序列進行 NCBI-BLAST在線分析，同源比對結果顯示，兩個序列分別與水稻第3號染色體上的克隆B1339A06(GenBank:AC148339.1; GI:42761480)及第12號染色體上的 BAC克隆 OSJNBa0030G16(GenBank:AL713943.3；GI:2

5、2003255)序列高度一致。
　　以Ds插入位點為基點，分別從該克隆獲取長10 kb的長序列，用FGENESH和 GeneMark.hmm兩種軟件分別對Ds插入位點的下游基因的結構進行預測，獲得外顯子的數(shù)目、大小、位置。分析結果表明，兩個Ds插入位點均為非編碼序列。在3號染色體上Ds插入位點的下游基因編碼164個氨基酸，Ds插入在轉錄起始位點上游994 bp處。在12號染色體上Ds插入位點的下游基因編碼680個氨基酸， Ds插入

6、在轉錄起始位點上游14213 bp處。利用預測的氨基酸序列，進行 NCBI Entrez server和Pfam在線比對，對下游基因進行功能預測，推測基因的編碼產(chǎn)物。結果顯示，推測3號染色體 Ds插入位點的下游基因編碼產(chǎn)物為遍在脅迫蛋白（USP）家族，12號染色體上Ds插入位點的下游基因編碼產(chǎn)物為逆轉座子gag蛋白（Retrotransposon gag protein）。
　　根據(jù)3號染色體上Ds插入位點兩端的核苷酸序列以及Ds