水稻多子房突变体的遗传分析和相关基因的表达分析

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对一个RNAi载体转化水稻而获得的多子房突变体材料主要进行了花器官的形态结构解剖观察、突变性状的遗传分析、T-DNA插入点旁邻基因组序列分析和相关基因的表达分析,获得如下主要结果。 1.多子房突变体花器官形态结构特征:纯合型多子房突变体大部分小花为多子房,子房数目一般在2~7个不等,多个子房丛生或者合生,一般每个雌蕊着长3-5个柱头;杂合型突变体子房主要表现为单个子房多个柱头。此突变体除子房数目异常外,雄蕊数目也有异常,部分突变体有4~8个雄蕊;小花内出现白色半透明的肉质状的异物,可能是浆片的突变形态;还有一部分突变体小花花器官出现同源异型现象,即柱头上长出雄蕊或者雄蕊上长出子房等。突变体花粉可育,能结实,成熟后一粒种子内可形成两个或两个以上的米粒。 2.多子房突变体突变性状的遗传分析:Hm筛选结果发现突变体都具有潮霉素抗性基因(hpt),即都有T-DNA插入;而分离野生型都没有潮霉素抗性基因,杂合型突变体中潮霉素抗性分离情况符合突变表型的分离情况,说明T-DNA插入与突变表型是共分离的,因此说明此多子房突变表型是由T-DNA插入造成的。用潮霉素筛选T3代的幼苗,杂合型株系T3代幼苗分离比为突变体:野生型=241:74=3.2565,x2=0.3059<x20.05=3.84.。突变体突变性状稳定遗传,突变株与正常株的比例符合一对基因控制的分离比即3:1,说明多子房性状受单显性基因控制。 3.插入点旁邻基因组序列分析及相关基因的表达分析:利用TAIL-PCR方法获得插入点旁邻基因组序列,并在NCBI水稻基因组数据库中比对序列,发现T-DNA插入在第4号染色体OSJNba0093F12克隆片段的33号预测基因上,此外还有31、34号两个插入点旁邻基因;RNAi相关的基因是在第7染色体P0554D11克隆上的21号和23号基因。通过RT-PCR表达分析发现21、23、33和34号预测基因在多子房突变体、分离野生型和非转化植株之间没有明显的表达差异。初步分析发现31号预测基因(RFL)在水稻雌雄蕊分化时期表达有异常,据此推测可能是T-DNA插入破坏RFL,基因正常表达模式,从而导致水稻多子房的突变表型。
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