水稻开颖半不育突变体的观察、遗传分析和基因定位

发布时间：2017-08-19 19:06

  本文关键词：水稻开颖半不育突变体的观察、遗传分析和基因定位

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【摘要】：【目的】通过对一份航天诱变水稻(Oryza sativa L.)开颖半不育突变体ohss(open-hull semi-sterility)进行形态特性调查、遗传分析和基因定位,筛选候选基因,为下一步基因克隆和功能分析奠定基础。【方法】以籼稻品种航恢七号为材料,通过"神舟八号"飞船搭载,诱变获得一份水稻开颖半不育突变体ohss。对其进行形态特征解剖观察,分析颖花器官发育突变特点。调查突变体和野生型的花粉可育率、自然结实率和套袋自交结实率,对其育性进行鉴定。随机选取5个成熟单株,考察穗部谷粒相关性状并进行统计分析。通过覆盖全基因组的SSR分子标记检测,解析空间诱变的分子变异效应。以航恢七号、Francis和02428与突变体ohss配制杂交组合,观察F1和F2植株的花器官表型,进行χ~2测验,对突变性状进行遗传分析。以02428/ohss的F_2分离群体作为目标基因定位群体,同时利用SSR标记以及新开发的多个In Del分子标记开展基因定位研究。利用RAP水稻基因组注释数据库对定位区间的候选基因进行预测,通过序列比对和基因表达分析筛选候选基因。【结果】开颖半不育花器官突变体ohss与野生型相比,抽穗期穗部明显包茎,颖花发育出现异常,内外稃片瘪弱、扭曲变形且开裂不抱合,颖花内部发育类似内稃状的器官,部分颖花没有内稃的分化。ohss发育异常颖花中可育花粉率58.74%,导致单株结实率、穗重、穗实粒数与野生型相比极显著降低。全基因组SSR标记检测表明突变体ohss总变异频率为0.0336,除了第7、12染色体未检测到突变位点,其他染色体上检测到突变频率范围为0.0143—0.0889。遗传分析结果显示ohss的开颖半不育表型受单隐性核基因ohss(t)控制,并将ohss(t)定位在水稻第3染色体上2个In Del标记In Del6043和In Del6070之间约27.6 kb的物理距离内。该区域有3个预测注释基因,序列比对和表达分析表明突变体ohss的Os MADS1编码区及启动子序列未发生突变,但是表达模式发生强烈改变。【结论】开颖半不育的花器官发育突变体ohss受单隐性核基因ohss(t)控制,ohss(t)定位在水稻第3染色体上In Del6043和In Del6070标记之间约27.6 kb的物理距离内,其Os MADS1的编码序列及5′UTR区未发生碱基突变但表达受到强烈抑制。
【作者单位】： 华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心;
【关键词】： 水稻 航天诱变 花器官发育 遗传分析 基因定位
【基金】：国家自然科学基金(31200250) 国家“863”计划(2012AA101201) 广州市对外科技合作项目(2014J4500030) 引进国际先进农业科学技术计划(948)项目(2013-Z67) 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-01-12)
【分类号】：S511.21
【正文快照】： 0引言【研究意义】水稻(Oryza sativa L.)花器官既是繁殖器官,也是形成籽粒的基础,其发育直接影响稻谷产量和稻米品质。对于高产优质水稻育种,水稻花器官发育的遗传机理和相关调控基因的研究具有重要意义。另一方面,航天诱变的诱变效应和机理研究仍落后作物航天育种应用[1],对

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