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水稻反卷叶基因和褐壳基因的遗传分析与基因定位

罗伟

四川农业大学

摘要:水稻不仅是我国重要的粮食作物,而且是单子叶植物研究的模式植物。进入21世纪,水稻基因组学和功能基因组学的研究为新的“绿色革命”提供了新的技术平台。目前,“高产、高抗”是水稻育种的主要目标。水稻叶片是光合作用的主要器官,也是产量形成的最终“源”泉。叶片的形态极大影响着植物的光合作用,蒸腾作用和抗逆性等生理功能,从而影响产量;同时,植物体中花色苷是类黄酮的主要成分,而类黄酮在抗逆性方面起着重要的作用,花色苷的研究能有效改善水稻对逆境的耐受性。因此,我们通过T-DNA插入和EMS诱变粳稻品种日本晴,分别得到叶片向后卷曲的突变体irl1和褐色颖壳突变体bh1。本研究对这两份突变体进行了遗传分析以及控制基因的基因定位,为目标基因的克隆奠定基础。主要结果如下:1、水稻反卷叶突变体irl1的遗传分析和精细定位(1)突变体的形态学观察:与野生型相比,突变体中期叶片向后呈中度卷曲,叶片倾角较大,株高没有变化,分蘖较野生型少,茎杆粗大;到生育后期,叶片倾角逐渐增大,到最后向下披垂。成熟后能正常结实。(2)突变体性状的遗传分析:与两个正常平展叶的籼稻品种浙辐802(ZF802)和本地台中一号(TN1)分别进行正反交,并对所有的杂交组合的F1、F2代的植株叶片表型进行遗传分析。所有组合的F1植株均为正常平展叶,根据F2代分离群体表型的x2测验结果为叶片正常株与突变株的分离比符合3:1,表明突变体irl1的表型受一对隐性核基因控制。(3)突变体irl1的精细定位:将卷叶性状稳定遗传的突变体(粳稻)与籼稻品种浙福802(ZF802)构建定位群体,运用SSR和STS标记,最终将IRL1基因精细定位在第2染色体长臂上物理距离为81.76kb的区间内;在这一区域内,两边标记分别还有2个和1个交换。将这一段序列用GENSCAN软件(http://genes.mit.edu/genscan.html)进行预测分析,结果显示,在这一区域内共有15个开放阅读框(ORF)2、水稻褐壳突变体bh1的遗传分析和定位(1)突变体的形态学观察:与野生型相比,突变体植株颖壳褐色,节间正常。在抽穗初期,褐色在籽粒基部呈点状,随着种子的成熟,褐色斑点逐渐扩散,到成熟期,整个颖壳呈褐色,但颜色比刚抽穗时较浅。(2)突变体性状的遗传分析:突变体bh1与4个正常颜色的籼稻品种本地台中一号(TN1)、93-11、浙福802(ZF802)以及粳稻品种春江06(CJ06)分别进行正反交,并对所有的杂交组合的F1、F2代的植株叶片表型进行遗传分析。所有组合的F1植株颖壳均为正常颜色,F2代分离群体表型的x2测验结果为正常株与突变株的分离比符合3:1,表明突变体bh1的表型受一对隐性核基因控制。(3)突变体bh1的定位:将褐壳性状稳定遗传的突变体(粳稻)与籼稻品种地台中一号(TN1)构建定位群体,运用SSR和STS标记,最终将BH1基因定位在第2染色体长臂上物理距离为8.6cM的区间内,两边标记分别还有14个和2个交换单株。
  • 专辑:

    农业科技

  • 专题:

    农作物

  • 分类号:

    S511.1

导师:

钱前; 李仕贵;

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