水稻白化转绿突变体v13的表型分析及精细定位

论文摘要

水稻的叶色突变体是一类非常常见的突变体类型,早在上世纪80年代就已经有关于叶水稻叶色突变体的报道。由于该类型突变体易于观察辨别,同时又与光合作用系统联系紧密,一直受到人们的重视。而叶绿素生物合成与降解途径十分复杂,叶色突变体是研究高等植物的光合作用、叶绿体分化与发育以及叶绿素生物合成的理想材料。再加上叶色突变体可以作为标记性状应用于水稻杂交育种工作中去,故对水稻叶色突变体的研究有着广阔的前景。本课题从籼稻品种9311辐射诱变突变体库中发现了一个新的水稻白化转绿突变体v13,探讨了该突变体的形态特征、生理特性、主要农艺性状和叶绿体超微结构,并对该突变体的温度敏感性进行了研究。然后利用其与正常绿色的粳稻品种滇粳优的杂交F1、F2、F2：3代分析了突变性状的遗传行为,以此构建了定位群体,利用隐性极端单株对突变基因进行了精细定位,将此基因暂时命名为V13。主要结果如下：1、水稻白化转绿突变体v13在大田中表现为苗期白化,播种20天后开始逐渐转绿,50天左右后植株完全转为绿色,形态特征开始接近野生型。到成熟期后,突变体与野生型并无明显的形态差异,主要农艺性状如株高、剑叶长宽、分蘖数、穗长、结实率等也十分接近。2、对不同温度下生长的突变体v13进行形态观察,发现突变体在低温环境(23℃)中苗期白化显著,整株植株均表现出白色条纹；而在高温环境(30℃)中突变体与野生型在苗期基本没有差别。3、对23℃下苗期突变体v13和野生型叶绿体超微结构进行观察发现突变体叶绿体内部结构已经发生了很明显的变化。突变体叶绿体结构疏松,内部片层数目减少,大部分细胞中难以观测到片层结构。4、对突变体v13与正常叶色粳稻品种滇粳优所配杂交组合进行遗传分析,杂交F1代的叶色均表现为正常叶色,F2：3代正常绿苗和黄化苗的分离比符合3：1的期望比,表明该突变性状由1对隐性核基因控制。5、利用突变体v13与滇粳优所配组合F2群体进行初定位和精细定位。首先挑选出10株隐性单株对v13进行初定位,将该基因定位与第3号染色体短臂末端,RM22与RM3467之间。而后通过放大群体,进一步将基因精细定位在L9和SS9两个标记之间43kb的范围内。6、利用基因分析与预测软件GFSelector对定位区段进行基因预测,得到10个候选基因,其中有两个与植物的温度敏感性相关。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 水稻叶色突变体的研究进展
• 1.1.1 叶色突变体的类型
• 1.1.2 叶色突变体的来源
• 1.1.3 叶色突变体的遗传模式
• 1.1.4 水稻叶色突变体的基因定位和基因克隆
• 1.1.5 叶色突变的分子机制
• 1.1.6 叶色突变体的应用前景
• 1.2 分子标记及其在水稻遗传研究中应用
• 1.2.1 基于Southern杂交的分子标记
• 1.2.2 基于PCR技术的分子标记
• 1.2.3 新型的分子标记
• 1.3 水稻的基因图位克隆技术
• 1.4 本研究目的和意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 突变体v13的获得
• 2.1.2 定位群体的构建
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 水稻白化转绿突变体v13的分离
• 2.2.2 水稻白化转绿突变体v13的形态特征及主要农艺性状
• 2.2.3 水稻白化转绿突变体v13突变基因的遗传
• 2.2.4 水稻白化转绿突变体v13的温敏性的鉴定
• 2.2.5 突变体和野生型植株在不同温度下各色素含量的测定
• 2.2.6 水稻白化转绿突变体v13的叶绿体超微结构
• 2.2.7 DNA的提取和扩增
• 2.2.8 基因定位
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 水稻白化转绿突变体v13的表型特征
• 3.2 水稻白化转绿突变体v13的温敏性
• 3.3 水稻白化转绿突变体v13在不同温度下色素含量
• 3.4 水稻白化转绿突变体v13叶绿体超微结构
• 3.5 水稻白化转绿突变体v13的遗传模式
• 3.6 水稻白化转绿突变体v13突变基因的初定位
• 3.7 水稻白化转绿突变体v13的精细定位
• 3.8 定位区间内的基因预测与验证
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 水稻白化转绿突变体v13的突变类型和遗传特征
• 4.2 水稻白化转绿突变体的色素含量变化和成熟期农艺性状研究
• 4.3 温度对叶色表型的影响
• 4.4 水稻白化转绿突变体v13基因定位与预测
• 4.5 水稻白化转绿突变体在育种工作中应用
• 参考文献
• 致谢