一个新的水稻幼苗黄叶突变体的遗传分析及其基因的初步定位-论文.pdf

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1、第42卷第1期上海师范大学学报(自然科学版)V01．42．No．12013年2月JournalofShanghaiNormalUniversity(NaturalSciences)Feb．，2013一个新的水稻幼苗黄叶突变体的遗传分析及其基因的初步定位葛绍兴，马晓静，林冬枝，董彦君+(上海师范大学生命与环境科学学院，上海200234)摘要：在印Co'y射线辐照的水稻突变体库中，发现了一个以粳稻品种日本睛为遗传背景的幼苗叶色黄化突变体叫ll(seedlingyellowleaf11)．与野生型相比，突变体幼苗第二和第三叶表现黄色，在其完全展开之前叶片自其顶端开始转绿，长到

2、四叶期其叶色恢复正常；并且该突变体川11幼苗黄色叶片光合色素含量明显下降．遗传分析表明，该突变体的遗传性状由1对隐性核基因控制．本研究以培矮64s／州11的F：代突变型植株作为定位群体，应用微卫星(SSR)分子标记以及新发展的lnDel分子标记，将基因叫11定位在水稻第11号染色体长臂上的RM26652和处于着丝粒附近的IDll974分子标记之间，其遗传距离分别为0．5cM和0．7cM．关键词：水稻；光合色素；叶色突变体；基因定位中图分类号：Q344文献标识码：A文章编号：1000-5137(2013)01-0049-060引言绿色植物的光合作用被称为地球上最重要的化学

3、反应．据统计，水稻植株中90％～95％的碳水物质来自叶片光合作用的产物，植物光合作用对光能的利用是从光合色素对光能的捕获开始的．一般来说，正常的水稻绿色叶片中叶绿素a和叶绿素b的比例约为3：1⋯，而当叶绿素含量比例失调时，水稻叶片就表现出不正常的叶色，从而影响其光合作用．水稻叶色突变体研究日渐成为水稻功能基因组学的重要研究内容之一．目前，除了天然自发突变外，还可以通过适当的核辐射诱变L2‘3J、化学诱变剂处理【4‘5J、T—DNA插入突变MJ、转座子(Ac／Ds系统)插入突变¨1以及逆转座子(逆转录转座子Tosl7)插入突变¨1等方法获得水稻叶色突变体．水稻叶色突变体的

4、主要特点是突变体苗期叶色表型发生变异，表现为白化、黄化、浅绿、绿白、白翠、黄绿、绿黄、和条纹等不同类型【9]，并可致使控制叶绿素生物合成和叶绿体发育的关键基因沉默或失活，直接或间接影响叶绿素的合成和降解，改变叶绿素含量u0。15J．大量研究结果显示，水稻叶色突变体不仅可以应用于作物育种、植物光合作用、遗传转化、基因调控等基础研究中，而且其还是研究叶绿素生物合成途径、叶绿体的结构功能和遗传发育调控机制的理想材料u¨17J．因此，发掘和鉴定新的控制植物叶色突变的基因，并开展新的突变基因的定位、克隆及其作用机理等方面的研究，不仅具有重要的理论意义，更具有实际的应用价值．关于水

5、稻叶色突变性状的遗传，国内外的学者进行了大量的相关研究，除了李贤勇等¨副报道的由收稿日期：2012—12-07基金项目：国家自然科学基金(30971552)；上海市科委项目(10DZ2271800，12ZRl422000，09DJl400505，0939191200)；上海市教委项目(J50401)作者简介：葛绍兴(1987一)，男，上海师范大学生命与环境科学学院硕士研究生；林冬枝(1971一)，女，博士，上海师范大学生命与环境科学学院副教授；董彦君(1965一)，男，博士，上海师范大学生命与环境科学学院教授．幸通信作者上海师范大学学报(自然科学版)2013正l对显性单

6、基因控制的深绿色水稻突变体和钱前等‘193在秀水1l／春江03F。株系中发现的细胞质遗传的白绿苗突变体之外，多数水稻叶色突变体都是受一对隐性核基因控制的．目前，除了第12号染色体，已经报道了近80个水稻叶色突变基因m‘21

7、．本研究不仅对水稻幼苗黄叶突变体sylll的不同时期叶色表型、形态特征等进行了观察和分析，还对其突变基因进行了遗传分析，并利用SSR及InDel分子标记对该突变基因进行了初步定位，以期为该基因的分子克隆及其作用机理的研究奠定基础．1材料与方法1．1材料水稻幼苗黄叶突变体州11是从日本晴经印c叫射线诱变处理的M：代群体后代中筛选获得的．突变体syfll

8、经多次自交繁殖和选择，其突变性状和各种农艺性状均已稳定．1．2方法1．2．1突变体的表型观察为了进一步确定突变体sylll幼苗叶色黄化的突变性状，将突变体sylll及其野生型日本晴的种子在32℃条件下催芽4d后，播种在装有水稻土的塑料盆内，放置在32℃的光照培养箱(GXZ智能型，宁波，江南仪器厂)内，每天光照12h(光照强度为180pLmol·m～·s。)进行培养，观察突变体sylll及其野生型日本晴苗期叶色变化，并对其进行拍照．1．2．2叶片光合色素含量的测定待幼苗黄叶突变体sylll与野生型日本晴长至二、三、四叶期时，参照沈伟其m1描