水稻黄叶突变体yl(t)的鉴定与遗传分析

• 作者: 孙志忠 康伟伟 易自力 李哲理 段美娟 盛夏冰 谭炎宁 黄安平
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 黄叶突变体(yl(t)) 血红素加氧酶基因1(OsHO1) 叶绿素生物合成 剪切位点突变
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 2108-2117
• 页数: 10页
• 分类号: S33
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2020.12.002

摘要

叶色突变体是解析叶绿素生物合成机理的理想遗传材料.本研究通过辐射诱变从籼稻(Oryza sativa subsp.indica)品种'T98B'中获得了1份黄叶突变体(yellow leaf(t),yl(t)),分析了yl(t)的表型、生理特性及其突变机制.结果表明,yl(t)苗期叶片严重黄化,总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量显著降低,分别为T98B的53.02％、55.35％和46.88％,但随着叶片发育成熟其叶绿素含量逐渐增加.遗传分析发现,yl(t)受1对隐性细胞核基因控制;利用yl(t)与正常叶色粳稻(O.sativa subsp.japonica)品种'日本晴'(Nipponbare,NPB)杂交后的F2群体将yl(t)精细定位在第6染色体1个42 kb的区域内;测序发现,定位区域内yl(t)的血红素加氧酶基因1(heme oxygenase gene 1,OsHO1)(GenBank No.LOC_Os06g40080.1)的第2外显子与第2内含子之间的剪切位点"AG/GT"上缺失了"T",进一步经CAPS标记分析证实该位点与叶色表型存在高度相关性.利用3'端cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)从yl(t)中获得了OsHO1的CDS,其在对应于野生型第2内含子的第20～22位碱基(TAA)处发生终止,导致全长CDS比野生型缩短了179 bp;经DNAMAN与CD-search分析推断,yl(t)的OsHO1编码产物C端较T98B缺失了59个氨基酸残基,可能降低血红素结合能力.实时荧光定量PCR分析发现,yl(t)中参与叶绿素合成途径的一些关键基因表达量发生了改变,OsHemA(hemin A gene)(编码谷氨酰-tRNA还原酶)上调而叶绿素酸酯a加氧酶基因(chlorophyllide a oxygenase 1 gene,OsCAO1)和OsNOL(non-yellow coloring 1-like gene)(编码叶绿素b还原酶)明显下调.本研究明确了yl(t)系OsHO1剪切位点变异,为深入认识OsHO1的生物学功能提供了遗传材料.