论文摘要
营养生长是农作物产量和品质形成的基础,而花器官发育的结果直接影响其产量和品质。目前有关植物花器官发育的分子遗传基础的研究已经很深入,但对植物的营养生长和生殖发育起关键作用的多效基因的研究还不多见。本课题组在水稻育种材料中发现了一个植株显著矮化、叶片短而细、花器官明显变异的突变体ddf1（Dwarf and deformed flower 1）。初步研究表明该突变体是由单基因隐性突变所致,暂将该基因命名为DDF1。推断DDF1是维持水稻正常营养生长与花器官发育,调节植株形态建成与生殖发育的重要多效基因。目前尚未见类似ddf1突变体的报道。利用此突变体进行深入研究,对于揭示植物生长发育调节基因在决定植物的形态建成与花器官发育方面的多重作用具有重要的理论意义。本研究对ddf1突变体的遗传特性进行初步分析,并对DDF1基因进行精细定位,为最终克隆该基因奠定基础。主要研究结果如下:1.DDF1基因的遗传分析。由于ddf1突变体的花器官发生变异而高度不育,因此ddf1突变位点只能由杂合体保持。由ddf1杂合体与Acc8558杂交,建立了一个约4000株的F2代群体,卡平方检测表明,该群体中野生型植株与突变型植株符合3:1分离。以上结果表明,ddf1突变性状由隐性单基因控制。2.DDF1基因的初步定位。从F2群体中随机取10株野生型植株和10株突变型植株,分别取其叶片等量混合并提取DNA,构成正常DNA池和突变DNA池。利用已公布的473对水稻SSR引物对ddf1杂合体和Acc8558进行检测,共找到150对在两亲本之间显示多态性的引物,然后用这些引物检测两个DNA池之间的多态性,发现位于第6号染色体上的4对引物在两个DNA池之间表现多态性,说明DDF1基因位于第6号染色体上。进一步用F2群体中的170个突变体进行验证,结果表明DDF1位于微卫星标记RMS1和RMS2之间,与两标记之间的遗传距离分别为3.8 cM和2.4cM。3.DDF1基因的精细定位。在初步定位的基础上,利用已公布的水稻BAC克隆重叠群和基因组序列,在标记RMS1和RMS2之间设计并合成了25对SSR引物,其中有5对引物在两亲本之间表现出多态性。用这5对引物对ddf1杂合体×Acc8558的F2群体中的986株突变体进行分析,将DDF1基因定位在约60.6kb的区域内。4.DDF1侯选基因的初步确定。通过查询NCBI网站（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/）的水稻基因组注释数据库,可知DDF1基因所在的60.6kb区域内共有10个基因,其中有一个基因可能与组蛋白乙酰化作用有关。目前在双子叶模式植物拟南芥中已发现多个与组蛋白乙酰化作用有关的基因参与植株的营养生长与生殖发育过程的调节。因此,初步将这个“与组蛋白乙酰化作用有关”的基因作为DDF1的侯选基因。进一步的验证工作正在进行中。
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相关论文文献
- [1].水稻生长发育多效基因DDF1的遗传分析与基因定位[J]. 遗传 2011(12)
- [2].DDF1的表达水平影响水稻的营养生长与生殖发育[J]. 中国水稻科学 2013(04)