影响水稻雌雄配子发育的基因图位克隆

• 作者: 万建民 吕凤 唐倩莹 尤世民 柏文婷 王倩 王启明 王沛然 赵志刚 郑海
• 来源期刊: 南京农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 不育 突变体 基因克隆
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 植物科学
• 页码范围: 983-993
• 页数: 11页
• 分类号: S511.032
• 字数: 7101字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7685/jnau.201803012

摘要

[目的]水稻的育性对产量有非常重要的影响,对水稻雌、雄不育(female and male sterility)突变体fms进行表型研究和基因图位克隆以丰富水稻生殖发育的分子机制.[方法]用甲磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)化学诱变粳稻品种‘宁粳4号’,获得1个稳定的雌、雄不育突变体fms,利用醋酸洋红染色、半薄切片和激光共聚焦显微技术对野生型和突变体的花药和胚囊进行细胞学观察和比较;利用FMS/fms杂合子和‘N22’杂交构建的F2群体进行遗传分析和基因图位克隆.[结果]细胞学观察发现:fms的花药壁中绒毡层和中间层缺失,花粉母细胞发育停滞,导致雄配子完全不育;突变体胚囊发育早期孢母细胞增多,成熟胚囊完全退化或出现多于8个的细胞核,导致雌配子不育.遗传分析表明,该不育性状由l对隐性核基因控制.通过图位克隆将FMS基因初步定位在第12号染色体长臂上的分子标记RM27877和RM28404之间.进一步扩大群体并加密分子标记,最终将候选基因定位在标记Ta-4和Ta-7之间,物理距离818 kb,该区间内预测有13个开放阅读框.基因组测序结果显示fms在Os12g0472500的第1个外显子上有1个碱基突变,使色氨酸变成终止密码子,造成翻译提前终止.表达分析显示FMS在花药中特异性高表达,在胚囊中表达量较高.[结论]水稻育性突变体fms突变性状由Os12g0472500基因的隐性突变引起,该基因编码的蛋白影响水稻花粉和胚囊的发育.