水稻叶片淀粉累积早衰突变体pls5的鉴定及基因定位

• 作者: 万建民 刘玲珑 孙立亭 林添资 江玲 王益华 董慧 赵志刚 龚红兵
• 来源期刊: 南京农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 淀粉累积 叶片早衰突变体 基因定位 叶绿体
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 植物科学
• 页码范围: 414-422
• 页数: 9页
• 分类号: S511.032
• 字数: 6408字
• 语种: 中文

摘要

[目的]本研究旨在对水稻叶片淀粉累积早衰突变体pls5进行表型分析及基因定位,探讨水稻叶片早衰的分子机制.[方法]对pls5突变体进行田间农艺性状调查和光合速率测定;于抽穗期对倒2叶(无明显早衰表型)、倒3叶(出现早衰)和倒4叶(严重早衰表型)进行色素和活性氧含量测定,观察叶绿体超微结构;利用Real-time PCR对淀粉代谢和衰老相关基因进行表达分析,以及候选基因的图位克隆与测序.[结果]pls5突变体早期大田生长正常,早衰表型始于分蘖后期,至乳熟期所有叶片衰老.与野生型相比,pls5突变体色素含量和净光合速率极显著降低,同时每穗总粒数、结实率和千粒质量显著下降.倒3叶叶绿体中积累大量的淀粉粒,类囊体片层由于淀粉粒的大量积累被挤压到细胞膜周围;倒4叶叶绿体中积累大量嗜锇体,类囊体片层解体.同时,pls5中淀粉代谢和衰老相关基因的表达显著上调,活性氧积累.遗传分析表明,pls5的突变表型是由隐性单基因突变引起的;利用图位克隆将目标基因定位在第5染色体的长臂标记P7和P4之间,物理距离154 kb,共18个ORF;对区间内已报道基因ES5(Os05g0554400)测序,发现在第11个外显子存在437 bp的插入,导致移码突变翻译提前终止,推测其为候选基因.[结论]pls5是早衰突变体es5的等位变异,在衰老叶片中存在淀粉累积,这些有利于进一步理解叶片早衰的内在机制.