大白菜黄化突变基因Brvyl的精细定位

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hikerqw2
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叶色突变在植物中广泛存在,已经在水稻、黄瓜、拟南芥等众多作物中鉴定到叶色突变体,最常见的是黄化。黄化突变体可以作为研究植物光合作用、叶绿素合成和叶绿体发育的良好材料。大白菜(Brassica campestris L.ssp.pekenensis)以叶片为产品器官,叶色变异不仅影响光合作用进而影响产量,叶色深浅也是产品质量的重要指标,叶色研究历来受到重视。本研究利用大白菜DH系‘FT’为野生型,采用EMS诱变萌动种子的方法创制出一份稳定遗传的黄化突变体vyl。对突变体进行了形态特征、光合生理特性及遗传特征鉴定。采用BSR-seq方法,结合亲本基因组重测序,对突变基因Brvyl进行了精细定位,主要研究结果如下:1.大白菜黄化突变体vyl的表型特征及遗传特性突变体vyl整株叶片黄化,在较低温度下黄化加重,尤以新发嫩叶黄化最明显。以突变体vyl为母本,与其野生型?FT?杂交,配制F1,F2及BC1。遗传分析表明,突变体vyl的黄化性状受单隐性核基因控制。2.突变基因Brvyl初步定位以突变体vyl和白菜薹DH系?14S701?为亲本杂交,构建F2定位群体。选取正常的绿色叶片植株和突变的黄色叶片植株各50株,构建2个RNA混池,采用BSR-seq方法,将目标基因定位于A06染色体的5个区段上。在候选区间上开发SSR标记,验证了候选区间与目标基因的连锁关系。3.突变基因Brvyl精细定位利用大规模F2分离群体(1628株黄化表型植株)进一步筛选SSR标记,缩小定位区间,最终将目标基因定位于A06染色体SSR5-21和SSR4-24两个标记间,遗传距离分别为0.06 cM和0.09 cM。比对到大白菜参考基因组(v3.0),目标区间大小约170 Kb,内含25个基因。4.基于全基因组重测序预测候选基因由于定位区间内重组率过低,无法通过新的分子标记缩小候选区间,故对突变体vyl及野生型?FT?进行了全基因组重测序,检测突变体vyl中的突变位点。在突变体vyl的170 Kb定位区间内共检测到72个纯合SNP和InDel,其中,只有1个纯合的错义SNP发生在外显子上,所在基因BraA06g028040.3C编码AAA-type ATPase家族蛋白,其第295-750个氨基酸序列含有FtsH(Filamentation temperature-sensitive H)保守结构域。BraA06g028040.3C的拟南芥同源基因AT5G64580(AtFtsHi4)参与胚胎发育,与蛋白质导入叶绿体基质及蛋白质水解相关。在突变体vyl中,BraA06g028040.3C基因的第2外显子上发生了G→A的碱基转换,导致内含子滞留,致使第175个氨基酸由Val(GTG)变为Ser(AGT),并在第198个氨基酸处终止翻译。
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