水稻白条纹突变体st13的表型分析及基因定位

• 作者: 万建民 刘世家 孙立亭 林添资 牛梅 王云龙 王益华 胡婷婷
• 来源期刊: 中国水稻科学
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 白条纹突变体 叶绿体 精细定位
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 355-363
• 页数: 9页
• 分类号: Q343.5|S511.01
• 字数: 5378字
• 语种: 中文

摘要

[目的]叶色突变相关基因鉴定和克隆有助于研究光合作用,补充并完善叶绿体发育机理和色素合成代谢途径,为开展水稻的高光效育种提供理论依据.[方法]从粳稻品种Dongjin的组培后代中分离出一个白条纹突变体st13,成熟期测定野生型和st13的主要农艺性状,苗期测定色素含量并观察叶绿体的超微结构;将st13和Dongjin进行正反交,观察F1植株表型,并对F2表型分离进行卡方检验,对st13进行遗传分析;利用st13×南京11(籼稻品种)的F2和F2:3群体,对st13突变基因定位;采用qPCR分析叶绿体发育和叶绿素合成相关基因在st13与野生型相对表达量.[结果]与野生型Dongjin相比,该突变体的株高、单株有效穗数、穗长、结实率和千粒重等主要农艺性状显著下降.苗期的色素含量降低,分蘖期无差异.突变体的叶绿体中既有含丰富的类囊体膜结构的正常叶绿体,也存在无类囊体结构的叶绿体.遗传分析和基因定位结果表明,st13的突变表型受1对隐性核基因控制,突变基因位于第3条染色体长臂InDel(Insertion-Deletion)标记I3-21和I3-22之间.进一步在这两个标记之间设计了6对InDel标记,最终将基因定位在94 kb区间内,此区间共有8个候选基因.[结论]这8个候选基因中,有5个假定的蛋白,其他三个都是有功能注释的蛋白,而这三个蛋白在水稻中均未见报道,因此,st13突变是由一个新的叶色基因突变引起的;同时st13中叶绿体发育、叶绿素合成和光合系统相关基因的表达也发生了显著改变,推测ST13可能是调控叶绿体发育的关键基因.