水稻白条纹叶突变体ws20的生理特性分析与基因定位

发布时间：2020-06-16 07:17

【摘要】：本研究的白条纹突变体ws20(White Stripe 20)是粳稻沈农9816(SN9816)经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理得到,对突变体及野生型展开了叶片光合作用、叶绿体超微结构和重要农艺性状的测定及分析,并对突变性状基因进行定位,研究结果如下:1.大田条件下,ws20突变体在4叶期前,叶片都是绿色的,但此后形成的叶片都是带有纵向白化条纹的叶片。突变体ws20株高较SN9816显著降低16.75%,剑叶叶长显著减小1.17%,分蘖无显著差异,说明该叶色突变基因对株高、剑叶长有一定的影响,分蘖能力不受影响。2.突变体ws20的叶绿素b含量和总叶绿素含量显著降低,使得其剑叶单位面积吸收和捕获的光能显著降低,但PSII反应中心并未受显著影响,提高了PSII反应中心的光能转化效率,同时相应的减少了用于热耗散的量子产量。突变体ws20光合能力的降低主要是暗反应碳同化酶含量和活性显著降低导致的。突变体ws20剑叶相对外渗电导率和丙二醛含量较SN9816显著增加,说明突变体的生物质膜受到一定程度损伤。3.与野生型相比,突变体ws20叶绿体排列无规律,淀粉颗粒减少,无较大淀粉颗粒,嗜锇颗粒增多。与野生型相比,突变体ws20的ALA、PBG、UrogenⅢ、CoprogenⅢ、ProtoⅨ、Mg-Proto、Pchlide含量均显著降低,ALA是叶绿素前体物质合成途径中的第三个产物,其含量的减少导致后续前体物质的合成受到限制,相应含量都减少,最终导致突变体ws20整体叶绿素含量降低。4.白条纹突变体ws20与籼稻IR36杂交,F_1均表现正常叶色。F_2表现性状分离,经田间调查和卡方检验,发现F_2群体中正常叶色与白条纹叶色分离比符合3:1分离,表明该突变体ws20白条纹性状受一对隐性核基因控制。5.利用图位克隆的方法,将该突变基因定位在第6号染色体上43.0cM-70.6cM之间,通过扩大群体和加密引物,最终将ws20白条纹基因定位在B6-7-50.3和Chr06MM1109之间,物理距离约576kb。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511
【图文】：

降解途径,分生组织

图 1 植物叶绿素降解途径（刘聪利等，2012）Fig. 1 Chlorophyll Degradation Pathway in Plants (刘聪利等，2012) 叶绿体合成与发育受阻叶绿体在高等植物的光合作用中非常重要，它存在于绿色植物叶肉细胞中，基因协同精细调控下由前质体分化发育而来的。一般分为3个步骤（Chory J，是叶原基分化形成分生组织，具有了质体DNA，其次是分生组织分化，使得渐增大，最后就是叶肉细胞的成熟，质、核基因表达量达到了一定水平，最体。由此可见，叶绿体的发育也是相当复杂的一个过程，若是在这个过程中响，将会导致叶片中光合色素比例的失调，叶绿体结构发生缺陷。吴殿星等，1995）通过观察叶绿体的超微结构，发现虽然突变体表型各有不同，但是变体的叶绿体超微结构存在缺陷和叶绿体发育迟缓的共同特点。Sugigimoto H et al.，2007）通过基因定位发现了一个影响叶绿体发育途径中的关键色突变体V2对温度敏感，是一个编码鸟苷酸激酶的基因，该基因发生突变后体表型表现为白化。Bang等（Bang W Y et al.，2012）克隆了一个影响叶绿

突变体,大写字母,苗期

图 2 SN9816（WT）与突变体 ws20（MT）的表型差异比较 Comparation of phenotype difference between SN9816(WT) and mutant ws20(MT)大写字母 ABCDE 代表不同的时期，其中 A 是苗期，BC 为抽穗期，DE 为蜡熟期。capitalization letter ABCDE in the figure represents different periods,in which A is seedling stage,BC is heading stag

【相似文献】