水稻早衰突变体psls1的基因定位及克隆

• 作者: 黄雅敏 朱杉杉 赵志超 蒲志刚 刘天珍 罗胜 张欣
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 水稻 早衰 基因定位 PSLS1基因 谷氨酸合酶(Fd-GOGAT)
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 51-62
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2017.00051

摘要

水稻叶片早衰直接影响作物的光合效率，减少产量，降低品质。深入研究早衰的分子机制对控制和延缓衰老具有重要意义。本文报道了一个早衰突变体psls1(premature senescence leaf with spots)的基因定位及克隆结果。突变体在发育到七叶期以后，叶片自下而上叶绿素含量下降，过氧化氢过量积累，突变体叶片逐渐黄化至枯萎;其他农艺性状如株高、分蘖数、主穗长、结实率和穗粒数也相应变差。电镜观察进一步发现，psls1衰老叶片中叶绿体降解、类囊体基粒片层模糊，嗜锇颗粒明显增多。遗传分析表明，psls1受1对隐性基因控制，利用psls1×IRAT129杂交组合F2分离群体中的1690个早衰个体，将基因PSLS1定位在第7染色体分子标记ZS-3和ZS-8之间89kb的范围内。测序研究发现，区间内一个编码铁氧还依赖的谷氨酸合酶基因LOC_Os07g46460的第2外显子末位的G被替换为A，导致转录本的错误剪切，突变体的cDNA缺失了57bp碱基片段。在突变体中该基因表达量下降，谷氨酸合酶活性降低，其产物谷氨酸含量显著下降、其他氨基酸代谢紊乱。水培低氮处理下可诱发突变体psls1早衰。研究结果表明，由于PSLS1突变使得谷氨酸合酶失活，氮代谢异常而导致突变体psls1早衰。