谷子窄颖花突变体sins1的表型分析和突变基因定位

发布时间：2019-07-22 15:27

【摘要】：利用甲基磺酸乙酯(EMS,ethyl methyl sulfonate)诱变剂处理野生型Yugu1(豫谷1号),在后代中发现了一个可以稳定遗传的颖花明显变窄的突变体,将其命名为sins1。与Yugu1相比,突变体sins1的株高显著降低了3.89%,穗长和穗粗分别显著降低了17.42%和21.62%,旗叶叶长和叶宽分别显著降低了15.09%和25.78%,千粒重显著降低了40.96%,谷码数显著降低了25%,均达到显著水平(P0.05)。利用突变体sins1为母本、SSR41为父本构建F_2定位群体,F_2正常颖花与窄颖花植株数目的分离比例为3∶1,表明该突变性状由隐性单基因控制。利用F_2群体隐性单株,最终将突变基因定位在3号染色体上SSR标记3-2658与CAAS3031间约7.709 Mb的距离内,为下一步精细定位提供了基础,同时也为促进禾本科作物颖花的研究提供了方向。
【图文】：

3期张浩等:谷子窄颖花突变体sins1的表型分析和突变基因定位A、B、D、E、F:成熟期的植株、穗、谷码、根、叶;C:花A，B，D，E，F:Wholeplantphenotype，spike，spikelet，root，leafatmaturestage，C:Flower图1野生型(Yugu1)和突变体(sins1)成熟期表型比较Fig．1Phenotypeofthemutant(sins1)anditswild-typeparent(Yugu1)atmaturestage2．3突变体sins1的初步定位在9条染色体上均匀选取了196对SSＲ引物，检测它们在突变体sins1与SSＲ41之间的多态性。最终确定可用的标记数量为66个。这66个标记基本覆盖了9条染色体，分布频率满足BSA隐性个体基因混池法的要求，其中在1～9号染色体上分别有7、8、8、6、8、7、6、7、9个多态性标记。利用BSA隐形混池法对这66个标记分别扩增父本SSＲ41、母本sins1、F1、隐性混池(P)，发现在3号染色体上有1个与目的基因紧密连锁的标记CAAS3031(图3-A)。从图3-A可以看出，在标记CAAS3031的混池条带中母本(sins1)带扩增明显，，未出现父本(SSＲ41)条带。进一步在CAAS3031的上下游寻找标记，最后选出3个可用的标记，分别为SIMS18978、CAAS3132、CAAS3036。用这3个标记分别检测120株收取的窄颖花表型植株叶片DNA，根据电泳检测结果，将窄颖花突变基因sins1定位在SIMS18978(图3-B)与CAAS3031这2个标记之间，物理距离为11．53Mb。为了缩小区间，在11．53Mb的区间内，设计了20个SSＲ标记，对这些SSＲ标记在母本(sins1)与父本(SSＲ41)之间进行多态性检测，仅发现5对标记可用，分别为3-2318、3-2428、3-2534、3-2658、3-2979。通过6%聚丙烯酰胺凝胶电泳对F2群体中963份隐性单株进行检测，最终将目的基因定位在标记3-2658和CAAS3031间的7．709Mb区间(表1)。因为F2群体只选取了963份单株，因此无法继续?

3期张浩等:谷子窄颖花突变体sins1的表型分析和突变基因定位表1SSＲ标记检测结果Table1TestresultsofSSＲmarkers株号CodeSSＲ标记SSＲmarkersSIMS189783-23183-24283-25343-26583-2979CAAS3132CAAS3031CAAS30362HSSSSSSSS18HHHHSSSSH21HHHSSSSSS34HSSSSSSSS45HSSSSSSSS84SSSSSSSSH85HHHSSSSSS109SSSSSSSSH114HSSSSSSSH158HHHHHSSSS553SSSSSSSHH554HHHSSSSSS567HHSSSSSSS610HHHHSSSSS773SSSSSSSHH779HHSSSSSSH792SSSSSSSHH921SSSSSSSHHS:母本sins1突变体带型;H:同时具有双亲带型S:Thestripofsins1，H:Theindividualswiththestripsofparents图4窄颖花突变基因sins1的定位Fig．4Genemappingofthenarrowspikeletmutantsins13讨论花性状的变异是非常重要的表型突变，会直接导致粮食作物产量的变化。之前关于花发育的研究多集中在模式作物拟南芥，但是近年来随着生物技术的发展，在单子叶植物的研究也越来越多。如在水稻中，GS3基因负责编码一个包含232个氨基酸的蛋白，并且含有一个类PEBP结构域。GS3含有5543
【作者单位】： 山西大学生物工程学院;中国农业科学院作物科学研究所;山西省农业科学院农作物品种资源研究所/农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室;
【基金】：国家现代农业产业技术体系(CARS07-13.5-A02) 中国农业科学院创新工程杂粮团队 国家“863”计划(2013AA102603) 国家自然科学基金(31301328,31522040)
【分类号】：S515

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本文编号：2517709