水稻紫鞘染色体片段代换系Z519的鉴定及PSH1候选基因分析

发布时间：2018-04-05 08:52

本文选题：水稻　切入点：染色体片段代换系　出处：《作物学报》2017年07期

【摘要】：花青素是广受人们喜爱的植物色素,在食品加工、杂种纯度鉴定中具有重要的作用。本研究鉴定了一个以日本晴为受体、优良紫鞘恢复系R225为供体亲本的紫鞘水稻染色体片段代换系Z519。Z519共含有16个代换片段,分布于除第10染色体外的其他11条染色体,平均长度为6.85 Mb。Z519在芽鞘3 mm时鞘尖呈现紫色,其后在叶鞘、叶缘、茎维管束和柱头等部位出现紫色线条,而日本晴各部位均为绿色。Z519叶鞘中花青素含量极显著高于日本晴,剑叶中没有显著差异。与受体日本晴相比,Z519的株高显著降低,千粒重、主穗总粒数和实粒数显著增加,有效穗数、主穗长和结实率无显著差异。进一步以日本晴与Z519杂交产生的F1和F2群体对紫鞘基因进行了遗传分析和分子定位。该紫鞘表型受显性单基因控制,位于第1染色体In Del标记L03和SSR标记L01之间37.8 kb的区域,被命名为PSH1。对该区间进行候选基因预测和测序,Z519在一个编码质体ATP/ADP转运蛋白的LOC_Os01g45910基因第一外显子的第238~252碱基的GTG重复区又多插入了GTG 3个碱基,导致增加了一个甘氨酸。q RT-PCR结果进一步表明其表达量在Z519中明显降低,初步确定LOC_Os01g45910是PSH1的候选基因。该研究为PSH1调控花青素的分子机制奠定了良好基础。
[Abstract]:Anthocyanins are popular plant pigments and play an important role in food processing and purity identification of hybrids.In this study, the chromosome fragment substitution line (Z519.Z519) of purple sheath rice with Nippon as receptor and a fine purple sheath restorer line R225 as donor parent was identified as a total of 16 substitution fragments, distributed in 11 chromosomes except chromosome 10.The average length of 6.85 Mb.Z519 was purple at 3 mm coleoptile, and purple lines appeared in leaf sheath, leaf margin, stem vascular bundle and stigma. However, the anthocyanin content in leaf sheath of Japanese sunny area was significantly higher than that of Japanese sunny leaf sheath.There was no significant difference in the flag leaf.The plant height of ZZ519 was significantly lower than that of the recipient Nippon, the 1000-grain weight, the total grain number of main panicle and the number of solid kernels were significantly increased, but there was no significant difference in effective panicle number, main panicle length and seed setting rate.Further genetic analysis and molecular mapping of the purple sheath gene were carried out in F1 and F2 populations from Nippon and Z519 hybrids.The phenotype of the purple sheath is controlled by a dominant single gene and is located in the region of 37.8 kb between in Del marker L03 and SSR marker L01 on chromosome 1, and is named PSH1.The candidate genes were predicted and sequenced. Three more GTG bases were inserted into the GTG repeat region of the first exon of the LOC_Os01g45910 gene of a plastid ATP/ADP transporter.The results showed that the expression of glycine. Q RT-PCR was significantly decreased in Z519. It was confirmed that LOC_Os01g45910 was a candidate gene for PSH1.This study laid a good foundation for the molecular mechanism of anthocyanin regulation by PSH1.
【作者单位】：西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市市级重点实验室;贵州省茶叶研究所;
【基金】：国家重点研发计划项目(SQ2016ZY03001818)的“水稻杂种优势利用创新技术研究”课题(2016YFD0101107) 重庆市重点实验室能力提升项目(cstc2014pt-sy80001)资助~~
【分类号】：S511

【参考文献】

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