【摘要】：【目的】水稻色素不僅對(duì)其自身生長(zhǎng)發(fā)育有重要生理作用,而且在水稻育種、農(nóng)副產(chǎn)品改良等方面運(yùn)用比較廣泛。對(duì)水稻色素相關(guān)基因進(jìn)行表型分析和基因定位,為進(jìn)一步研究色素代謝途徑及調(diào)控機(jī)理奠定基礎(chǔ)�！痉椒ā坷肊MS誘變粳稻長(zhǎng)粒粳(CLJ),在突變體庫(kù)內(nèi)篩選到一個(gè)金黃色穎殼與節(jié)間突變體gh881;在成熟期,測(cè)定野生型與gh881的主要農(nóng)藝性狀;將gh881與野生型及中恢8015雜交,觀察BC1F1及F1植株表型,并對(duì)BC1F2及F2表型分離進(jìn)行卡方檢驗(yàn),對(duì)gh881進(jìn)行遺傳分析;利用F2群體和圖位克隆的方法對(duì)gh881突變基因進(jìn)行定位;采用q PCR檢測(cè)穎殼顏色相關(guān)基因在gh881與野生型不同發(fā)育時(shí)期的幼穗、節(jié)間以及劍葉葉鞘的相對(duì)表達(dá)量�！窘Y(jié)果】與野生型相比,突變體的穎殼與節(jié)間均呈金黃色;除單株有效穗數(shù)外,gh881突變體的株高、每穗總粒數(shù)及實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等性狀均極顯著降低。遺傳分析和基因定位結(jié)果表明,gh881的突變表型受1對(duì)隱性核基因控制,位于第2染色體短臂,并最終將該基因精細(xì)定位于標(biāo)記FH-13和RH-25之間,物理距離約33.2 kb,該區(qū)域中包含4個(gè)開(kāi)放閱讀框(ORFs)。【結(jié)論】序列分析結(jié)果表明,發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)編碼肉桂醇脫氫酶(CAD)的基因OsC AD2(Os02g0187800)的3 563 bp處發(fā)生了1個(gè)單堿基突變(G轉(zhuǎn)換為A),導(dǎo)致該基因編碼區(qū)的第297位氨基酸由甘氨酸突變?yōu)樘於彼?由此認(rèn)為該突變體為OsC AD2基因單堿基突變的新等位基因。q RT-PCR結(jié)果表明,突變體的節(jié)間中OsCAD2相對(duì)表達(dá)量極顯著下調(diào),而在劍葉葉鞘及穗部則基本都是極顯著增加,其他相關(guān)基因也發(fā)生顯著變化,證實(shí)OsCAD2是木質(zhì)素代謝中的重要基因,且可能與其他相關(guān)基因存在反饋調(diào)節(jié)。
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圖片說(shuō)明： 468中國(guó)水稻科學(xué)(ChinJRiceSci)第31卷第5期(2017年9月)因包括：OsMYB48、Os4CL、OsCHI[4]、OsCAD2[6]和OsPAL4[15]。2結(jié)果與分析2.1突變體gh881表型特征成熟期，野生型長(zhǎng)粒粳的谷粒穎殼為正常的淡黃色，節(jié)間也表現(xiàn)為正常的淺綠色；但突變體gh881的谷粒穎殼與節(jié)間均呈現(xiàn)金黃色(圖1)。在主要農(nóng)藝性狀方面，除單株有效穗數(shù)與野生型沒(méi)有顯著差異外，突變體gh881株高、結(jié)實(shí)率、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重等主要農(nóng)藝性狀均極顯著降低(表2)，可能由于突變體內(nèi)穎殼和節(jié)間顏色變化導(dǎo)致其正常的光合作用受到影響，從而影響了正常的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成。2.2突變體gh881表型發(fā)育進(jìn)程分析參照程式華等[20]水稻稻穗分化發(fā)育各期形態(tài)特征的鑒別方法，分別觀察野生型和gh881突變體抽穗前15d(S1)、抽穗前7d(S2)、抽穗前3d左右(S3)以及始穗期(S4)和開(kāi)花當(dāng)日(S5)五個(gè)時(shí)期的小穗、節(jié)間以及劍葉葉鞘的顏色變化情況(圖2)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生型穗部顏色變化正常，從S1到S5期，A，B，C，D分別為野生型(WT)與gh881突變體成熟期的穗部和節(jié)間表型。A，B，CandDrepresentthephenotypeofpanicle/grainandinternodeofgh881anditswildtype(WT)atmaturitystage,respectively.圖1突變體gh881的表型分析Fig.1.Phenotypeanalysisofmutantgh881.表2野生型與gh881的主要農(nóng)藝性狀比較(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,n=10)Table2.Comparisonofmainagronomictraitsbetweengh881anditswildtype(WT)(Mean±SD,n=10).性狀TraitWTgh881P株高Plantheight/cm74.75±0.9672.80±1.62**P<0.01單株有效穗數(shù)No.ofpaniclesperplant11.20±1.6912.40±1.43P=0.07每穗總粒數(shù)No.ofspikeletsperpanicle132.31±6.19104.03±8.08**P<0.01每穗實(shí)粒數(shù)No.ofgrainsperpanicle117.46±4.946
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圖片說(shuō)明： 468中國(guó)水稻科學(xué)(ChinJRiceSci)第31卷第5期(2017年9月)因包括：OsMYB48、Os4CL、OsCHI[4]、OsCAD2[6]和OsPAL4[15]。2結(jié)果與分析2.1突變體gh881表型特征成熟期，野生型長(zhǎng)粒粳的谷粒穎殼為正常的淡黃色，節(jié)間也表現(xiàn)為正常的淺綠色；但突變體gh881的谷粒穎殼與節(jié)間均呈現(xiàn)金黃色(圖1)。在主要農(nóng)藝性狀方面，除單株有效穗數(shù)與野生型沒(méi)有顯著差異外，突變體gh881株高、結(jié)實(shí)率、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重等主要農(nóng)藝性狀均極顯著降低(表2)，可能由于突變體內(nèi)穎殼和節(jié)間顏色變化導(dǎo)致其正常的光合作用受到影響，從而影響了正常的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成。2.2突變體gh881表型發(fā)育進(jìn)程分析參照程式華等[20]水稻稻穗分化發(fā)育各期形態(tài)特征的鑒別方法，分別觀察野生型和gh881突變體抽穗前15d(S1)、抽穗前7d(S2)、抽穗前3d左右(S3)以及始穗期(S4)和開(kāi)花當(dāng)日(S5)五個(gè)時(shí)期的小穗、節(jié)間以及劍葉葉鞘的顏色變化情況(圖2)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生型穗部顏色變化正常，從S1到S5期，A，B，C，D分別為野生型(WT)與gh881突變體成熟期的穗部和節(jié)間表型。A，B，，CandDrepresentthephenotypeofpanicle/grainandinternodeofgh881anditswildtype(WT)atmaturitystage,respectively.圖1突變體gh881的表型分析Fig.1.Phenotypeanalysisofmutantgh881.表2野生型與gh881的主要農(nóng)藝性狀比較(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,n=10)Table2.Comparisonofmainagronomictraitsbetweengh881anditswildtype(WT)(Mean±SD,n=10).性狀TraitWTgh881P株高Plantheight/cm74.75±0.9672.80±1.62**P<0.01單株有效穗數(shù)No.ofpaniclesperplant11.20±1.6912.40±1.43P=0.07每穗總粒數(shù)No.ofspikeletsperpanicle132.31±6.19104.03±8.08**P<0.01每穗實(shí)粒數(shù)No.ofgrainsperpanicle117.46±4.946
【作者單位】： 中國(guó)水稻研究所/浙江省超級(jí)稻研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/水稻生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家863計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014AA10A603) 浙江省糧食新品種選育重大科技專項(xiàng)(2016C02050-1) 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(Y2016PT34);中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程資助項(xiàng)目(CAAS-ASTIP-2013-CNRRI) 國(guó)家公益性農(nóng)業(yè)科技研究專項(xiàng)(201403002)
【分類號(hào)】：S511

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本文編號(hào)：2515516