两个籼稻叶色突变体的遗传分析与基因定位

来源 :杭州师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lx19880614
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叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素。叶绿素代谢是相当复杂的过程,植物基因组与叶绿素代谢相关基因座位的变异会影响叶绿素的合成与降解,从而导致植物体内叶绿素含量与比例的变化,进而导致叶片颜色的改变。水稻是重要的粮食作物,也是单子叶研究的模式植物,其叶色突变体不仅是研究高等植物的光合作用、叶绿素生物合成与降解和叶绿体发育等的重要材料,而且可以作为标记性状在水稻育种中加以应用。因此,发掘和鉴定控制水稻不同叶色突变体的基因、开展叶色突变基因的定位、克隆和突变机理方面的研究,具有重要的理论意义和应用价值。  本研究中的黄绿转淡绿叶突变体w99是由籼稻品种IR64经过EMS诱变获得的,在苗期叶片呈明显的黄绿色,中后期慢慢转为淡绿色。w99在第6周、第11周和第15周三个时期叶绿素含量比野生型减少46.0%~49.2%,类胡萝卜素含量减少11.6%~47.6%,叶绿素a/b的值在各时期均大于野生型,表明叶绿素b的缺少是叶色改变的主要原因。w99与正常绿叶IR24的F2及与热研1号的F3株系的遗传分析表明,w99的黄绿转淡绿叶性状受1对隐性核基因控制。突变体w99与一些叶色突变体进行等位性测验,发现均不互补,暂时将控制w99黄绿转淡绿叶基因命名为ypgl1。利用DNA分池法(Bulked segregant analysis)在第3染色体上筛选到与目的基因连锁的标记RM520、RM85和RM143,进一步发展新的分子标记,对来自w99/热研1号F2定位群体中的85个黄绿叶单株的基因型进行分析,最终将ypgl1基因定位于第3染色体长臂RM3684和RM143之间,遗传距离分别为5.9cM和2.5cM,ypgl1基因与标记 RM16108、RM16103、RM16097完全连锁。ypgl1定位区间内包含了编码镁螯合酶ChlD亚基的黄绿叶基因chl1,我们推测ypgl1基因有可能与chl1基因等位。  本研究中的淡绿叶突变体w20也是由籼稻品种IR64经过EMS诱变获得的,整个生育期均表现淡绿叶,经多代种植,其性状能稳定遗传。w20在第6周和第11周第15周叶绿素含量比野生型减少43.7%和35.3%,但叶绿素含量在15周时仅比野生型减少13.8%,由此推测,w20的淡绿叶表型可能是由于叶绿素含量大幅减少造成的。对w20与IR24配制杂交组合进行遗传分析,F1代的叶色均表现正常绿色,F2群体和F3单株的正常绿叶苗和淡绿叶苗的分量比均符合3:1,表明该淡绿叶性状受1对隐性核基因控制。突变体w20与w99和一些叶色突变体进行等位性测验,发现均不等位,暂时将控制w20淡绿叶性状基因命名为pgl3。利用w20与热研1号配置的F2群体和w20与Moro杂交的F2代发展了一个分离的F3群体对pgl3基因进行定位,在第11染色体短臂端粒附近找到5个与 pgl3完全连锁的标记RM3668、RM1240、RM26020、RM1812和RM7203,这些标记间的物理距离约1.31Mb。在第11染色体尚未有淡绿叶基因的报道,因此初步确定pgl3是一个新的淡绿叶基因。
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