水稻包穗突變體esp1的遺傳分析與ESP1(t)基因定位.pdf

1、水稻突變體的篩選及突變基因的定位克隆在水稻分子育種中的作用越來(lái)越受到重視。2007年從60CoΥ射線輻照水稻恢復(fù)系早R974的誘變后代中，篩選到一個(gè)具有包穗性狀(enclosed sheathed panicle1， espl)的突變體。本研究對(duì)突變體espl的形態(tài)特征、對(duì)赤霉素的敏感性以及遺傳進(jìn)行研究，并對(duì)ESPl(t)基因進(jìn)行分子定位。主要結(jié)果如下：
　　 1．突變體espl的形態(tài)特征
　　 對(duì)早R974和espl突

2、變體的生育期、葉片數(shù)、幼穗發(fā)育進(jìn)程、倒一節(jié)長(zhǎng)度、穗伸出長(zhǎng)度、穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)等形態(tài)性狀的系統(tǒng)觀察表明，突變體在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段與親本早R974相似；但在幼穗分化初期，突變體的幼穗幾乎沒(méi)有生長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致突變體幼穗變短，穗粒數(shù)減少，穗伸出長(zhǎng)度變短，倒一節(jié)間變短，使得突變體表現(xiàn)為包穗性狀。
　　 2．突變體espl對(duì)赤霉素的敏感性
　　 在幼穗分化Ⅷ期末，利用不同濃度的外源赤霉酸(GA3)處理espl，研究赤霉素對(duì)突變體倒一節(jié)間長(zhǎng)度

3、、穗伸出長(zhǎng)度和穗長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，espl突變體的倒一節(jié)對(duì)赤霉素不敏感，穗伸出長(zhǎng)度也沒(méi)有明顯的變化，但倒二節(jié)和倒三節(jié)有明顯伸長(zhǎng)。因此，利用赤霉素處理espl突變體并不會(huì)解除其包穗現(xiàn)象。
　　 3．突變體espl的遺傳分析
　　 在espl與日本晴雜交的F2代共3212株群體中，正常植株有2387株，突變株為825株，其分離比率符合3:1。在BCF1（espl/日本晴//espl）共1056株群體中，正常植株有542株，

4、突變株524株，分離比率符合1:1。表明該突變性狀由隱性單基因控制，暫定名為ESPl(t)。
　　 4．包穗突變基因ESPl(t)與長(zhǎng)穗頸基因eui的關(guān)系
　　 將espl突變體分別與XelB(攜有euil)、Xe2B(攜有eui2)雜交，測(cè)驗(yàn)ESPl(t)基因與eui的互作方式。在兩個(gè)F2分離群體中，其正常株、包穗株和長(zhǎng)頸穗植株的比率經(jīng)卡平方(x2)檢測(cè)均符合9：3：4。表明eui基因?qū)SPl(t)基因起隱性上位作用

5、。
　　 5．ESPl(t)基因定位
　　 將包穗突變體espl與日本晴雜交構(gòu)建F2群體，在F2群體中共有825株突變體，并作為定為群體，對(duì)控制包穗的基因進(jìn)行定位。根據(jù)前人研究結(jié)果，在12條染色體上較均勻地挑選出多態(tài)性高的88對(duì)水稻微衛(wèi)星引物檢測(cè)espl突變體和日本晴兩個(gè)親本及正常株DNA混合池與突變株DNA混合池，發(fā)現(xiàn)位于水稻第11號(hào)染色體上3個(gè)標(biāo)記RM332、RM167和RM202與ESPl(t)基因表現(xiàn)出連鎖關(guān)系。

6、初步定位結(jié)果是，ESPl(t)基因被定位在RM167和RM202兩個(gè)標(biāo)記之間，與RM167和RM202的遺傳距離分別為9.65cM和4.75cM。
　　 在初步定位的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在RM167和RM202之間設(shè)計(jì)了19對(duì)引物。利用這些標(biāo)記對(duì)親本進(jìn)行多態(tài)性分析，共有6對(duì)引物RM3137、RM26281、GRM40、GRM38、GRM43b和GRM17在espl突變體與日本晴這兩個(gè)親本間表現(xiàn)多態(tài)性，其中GRM43b足InDel標(biāo)記，

7、其他5對(duì)都是SSR標(biāo)記。利用這6個(gè)標(biāo)記對(duì)ESPl(t)基因進(jìn)一步定位。利用Mapmaker/Exp3.0軟件構(gòu)建局部分子標(biāo)記連鎖圖，并精細(xì)定位了ESPl(t)基因。它與上述6個(gè)標(biāo)記的關(guān)系分別為RM3137-RM26281-ESPl(t)-GRM38-GRM43b-GRM17，其中RM3137和RM26281與ESPl(t)基因的遺傳距離分別為1.62cM和0.28cM;另一側(cè)標(biāo)記GRM38、GRM43b和GRM17與ESPl(t)基因的