水稻脆秆突变体bc1-wu3的鉴定与基因克隆

• 作者: 仲崇元 刘巧泉 张丽佳 许作鹏
• 来源期刊: 中国水稻科学
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 脆秆突变体 BC1基因 遗传分析 基因定位
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 157-165
• 页数: 9页
• 分类号: Q343.5|S511.01
• 字数: 6167字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16819/j.1001-7216.2017.6130

摘要

[目的]茎秆机械强度与植株抗倒伏性直接相关.发掘脆秆突变体,克隆其相关基因有助于了解茎秆机械强度遗传机制,为抗倒伏育种提供理论依据.[方法]在经60Co-γ 诱变的粳稻品种武育粳3号后代群体中获得一个脆秆突变体,命名为bc1-wu3(brittle culm 1 from Wuyujing3),以突变体bc1-wu3为母本,Kasalath为父本构建相应的F2分离群体,采用图位克隆的方法定位相应脆秆基因.[结果]与野生型相比,突变体的叶片、叶鞘、茎秆等组织在全生育期始终表现为脆性,易折断;穗长和粒长显著降低,粒宽显著增加.茎秆细胞细胞壁糖成分测定表明,细胞壁中纤维素含量极显著下降,而木糖、葡萄糖及阿拉伯糖含量则显著增加.茎秆切片观察发现突变体茎秆的厚壁细胞层数减少,厚壁细胞细胞壁极显著变薄.遗传分析表明,bc1-wu3脆性性状受1对隐性核基因控制.采用图位克隆的技术将该基因定位于第3染色体标记MK12与MK18之间,物理距离为57 kb,在此定位区段内包含1个已克隆的脆性基因BC1(LOC_Os03g30250).测序结果表明,突变体bc1-wu3中BC1基因第2外显子内(CDS 659处)有1个碱基的替换(G-T),导致编码氨基酸由半胱氨酸变异为苯丙氨酸.实时荧光定量PCR结果表明,BC1基因在脆秆突变体bc1-wu3茎秆中的表达量显著降低.[结论]据此推断本研究中定位的脆秆基因bc1-wu3为BC1新等位基因.相关结果加深了对BC1基因功能的认识,有助于阐明水稻茎秆强度遗传机制.