论文摘要
水稻叶色突变体不仅是研究高等植物的光合作用,叶绿素的生物合成,叶绿体的遗传分化及发育等的重要材料,而且可作为标记性状在水稻杂种优势利用中应用。因此,水稻叶色突变基因的发掘、研究和利用越来越受到人们的关注。本试验通过EMS诱变恢复系缙恢10号,获得了一个稳定遗传的全生育期黄绿化叶色突变体。随后,对其的农艺性状进行调查,并在苗期、分蘖期、抽穗期三个不同时期对叶绿素含量进行测量,最后还对突变体ygl4进行了精细定位。试验结果表明:1.ygl4突变体的有效穗和株高与对照相比显著下降,分别下降了30.0%和8.9%发但其他农艺性状与对照相比均没有显著变化。2.ygl4的叶绿素含量比对照下降38.2%～50.5%,其中叶绿素a和叶绿素b的含量均有较大幅度的下降,说明ygl4黄绿叶性状是由总叶绿素含量的大幅度下降引起的。同时,叶绿素a与叶绿素b的比值由野生型的2.14～2.25变化为突变体的7.91～13.82,表明叶绿素b的下降幅度大于叶绿素a。从突变表型和叶绿素含量之间的关系来看,叶绿素含量越低,叶色越浅,二者存在明显的相关性,这与目前报道的大多数叶色突变性状类似。3.杂交组合西农1A×ygl4的F1代植株叶片均表现为绿叶,表明该突变体受隐性基因控制。F2代单株间叶色出现分离,在4305株总群体中,正常株3245株、黄绿叶1060株,经x2测验,绿叶株与黄绿叶株株数符合3:1的分离比例(x0.052=3.84),表明该基因受1对隐性核基因控制,命名为YGL4。利用微卫星标记将YGL4定位于第10染色体微卫星标记RM3123和RM590之间,分别距RM3123和RM590 7.6 cM和7.8 cM。在两标记间进一步设计SSR引物,将该黄绿叶基因定位于RM1162和RM7093之间,分别距其1.8 cM和4.0 cM。4.根据日本晴序列可知物理距离为402kb,利用gramene网站（http://www.gramene.org）对该区域序列进行分析,其间存在3个与叶绿素缺失相关的基因:其中2个编码叶绿素酸酯氧化酶（CAO）,这是一个催化叶绿素b生物合成的关键酶,这个酶的缺失或活性降低将影响叶绿素b的合成;另外1个基因是CHL-CPN10,这是一个存在于叶绿体中的伴侣蛋白,与叶绿体发育有关。扩增了CAO1和CAO2的全长DNA,转化大肠杆菌测序发现CAO1基因的第7外显子发生了C到T的单碱基突变,碱基序列由ACTTCTTCTG突变为ATTTCTTCTG,使翻译的蛋白质由亮氨酸突变为苯丙氨酸,增加的苯环可能对叶绿素b的生物合成中物质的侧链产生阻碍作用,从而导致了叶绿素生物合成的紊乱,而CAO2的测序无变化。因此我们将CAO1基因确定为ygl4的候选基因。但最终要确定CAO1是否就是YGL4,还有待于进一步的精细定位及对相关候选基因的互补验证结果,相关研究正在进行中。
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相关论文文献
- [1].水稻黄绿叶基因YGL4的遗传分析和分子定位[J]. 作物学报 2009(08)
- [2].水稻黄绿叶突变体ygl4(t)的鉴定与基因定位[J]. 西南大学学报(自然科学版) 2015(10)