水稻早衰突变体w14的生理学特性分析及其基因的精细定位

• 作者: 朱永生 蒋家焕 蔡秋华 郑燕梅 何炜 陈丽萍 魏毅东 王爱荣 张建福
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 水稻 早衰 生理特性 显微结构 基因定位
• 年，卷（期）: 2021,（32）
• 所属期刊栏目: 作物学
• 页码范围: 4144-4156
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2021-0012

摘要

水稻叶片早衰对水稻的产量及品质均有重要影响,研究早衰的机理对于延缓衰老和选育良种具有重要意义.本文以甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone,EMS)诱变野生型粳稻品种云引(Yunyin,YY)获得的水稻早衰突变体w14为材料,研究了早衰突变体全生育期的生理及组织亚显微结构的变化.研究结果表明,突变体从分蘖盛期开始表现出生长势弱,生长速度慢,抽穗期出现明显的叶片早衰症状,最终突变体整株呈现衰老枯萎.亚显微结构观察表明,突变体出现明显衰老表型后,叶片表面泡状细胞破损,细胞结构排列松散,完整性降低,突变体细胞中细胞核数目明显减少,胞内细胞核降解.分别在衰老症状出现前后(苗期和成株期)对突变体和野生型的可溶性蛋白、叶绿素、脂质过氧化物(lipid peroxidation,LPO)及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)及过氧化氢酶(catalase,CAT)活性进行了系统检测,表明突变体的衰老症状可能主要是由于组织CAT的活性下降导致活性氧(reactive oxygen species,ROS)的累积引起.通过图位克隆方法将目的 基因w14定位于水稻3号染色体上,位于InDel标记3-7和3-9之间大约76 kb的物理区间内.该区间内共包含8个候选基因,为该突变性状基因w14的克隆、功能研究和深入了解该突变体早衰的机制奠定了基础.