水稻叶色突变体的筛选及两个叶色突变基因的定位

The Screening of Leaf Color Mutants and Primary Mapping of Two Mutants to Chlorophyll-Deficiency in Rice

作者: 专业:农业推广 导师:徐大勇 年度:2014 学位:硕士  院校: 中国地震局工程力学研究所

Keywords

        叶色突变体在水稻诱变材料中是一种较常见的突变类型,可作为研究植物叶绿体结构、功能、遗传、分化与发育、叶绿素的生物合成与降解、激素调节以及抗逆机制等一系列生长代谢过程的理想研究材料;同时由于叶色突变体一般情况下在苗期即可观察到表型,有利于其突变基因的定位克隆。此外,在实际生产中,叶色可作为一种形态学标记性状,应用于杂交种生产中,便于种子纯度和真实性鉴定。因此,鉴定和克隆控制水稻叶色突变体的基因,具有重要的理论意义和应用价值。本研究所使用的实验材料是从我单位收集保存的品种资源W017、南京11号、12西糯、夏951、IRAT118.SLG-1、Dongjin经理化和插入诱变过后,通过多代筛选,获得的49份稳定的叶色变异的突变体材料。并对其中的部分材料苗期及成熟期的表型进行了考察,测量了部分农艺性状,研究了叶绿素含量变化。与此同时对本实验室前期鉴定获得的一份白化转绿突变体和一份淡绿叶突变体进行了表型考察和基因的定位研究。主要结果如下:1.水稻叶色突变体材料的筛选、鉴定:2013年正季,将从本单位收集保存的品种资源W017、南京11号、12西糯、夏951、ITAT118.SLG-1、Dongjin人工诱变材料的M2代中筛选到的650份突变体种子(M3)按单株播种于南京农业大学牌楼实验基地,每个株系播种200株,进行重复观测和鉴定。从中筛选出49份叶色突变体材料。对其中5份叶色突变体的田间表型进行了详细考察,同时对突变体和野生型的叶绿素含量进行了测量和分析。并进一步考察了突变体和野生型的部分农艺性状。2.水稻白化转绿突变体2165的研究:(1)水稻白化转绿突变体2165是由日本晴和Kasalath的重组自交系群体中的一个家系经历自然突变后得到的。大田条件下,幼苗在两叶一心期之前均表现白化,随着温度的升高和幼苗的不断生长,白化的叶片逐渐转绿直至完全恢复正常,与野生型叶色一致。通过测量对比,发现突变体株高、剑叶长、剑叶宽、穗长、有效分蘖等农艺性状与野生型差异均不显著。表明,突变体的生长受到基因突变的影响较小(2)通过温敏实验,发现突变体的表型受温度的影响,23℃条件下萌发的幼苗叶片完全白化;25℃条件下萌发的幼苗仅第一叶和第二叶表现白化;27℃条件下萌发的幼苗仅第一叶和第二叶的叶尖和叶片边缘小部分表现白化;30℃条件下萌发的幼苗表现完全正常,与野生型无差异.测量叶绿素含量,发现在23℃、25℃和27℃3个温度条件下,突变体2165的叶绿素和类胡萝卜素的含量都显著低于其野生型;而在30℃温度条件下,突变体和野生型差异不显著。(3)分别对23℃和30℃条件下培养的突变体2165和野生型幼苗的第二片叶进行了透射电镜观察。23℃低温环境下,突变体2165白化叶片中的叶绿体比野生型要小,内部基本上看不见类囊体,而是出现野生型没有的嗜锇体;30℃条件下,突变体叶片中的叶绿体无论是体积还是类囊体结构均与野生型很接近。以上结果提示突变的基因在低温条件下影响了叶绿体的正常发育,高温可使突变体的叶绿体发育恢复正常。(4)在突变体2165和籼稻品种N22的F2群体中挑选50株极端隐性单株,利用本实验室保存的分布于水稻12条染色体上的多态性较好的176对SSR引物,将突变基因初步定位于第5条染色体长臂的RM31标记至长臂末端这一区间内,在这一区间内暂未发现具有类似表型基因的相关报道,因此,该基因可能是一个非常具有研究价值的新基因。2.水稻黄化突变体T113的研究:(1)水稻黄化突变体T113是在韩国An教授提供的受体为粳稻品种Dongjin的T-DNA插入突变体库中筛选得到的。突变体在30℃的人工光照培养箱和南京正季大田自然环境条件下,均表现为黄化表型,不同的是大田条件下突变体的黄化表型要更明显一些,且到成熟期后,株高较野生型低25cm。温敏实验表明,T113的黄化表型不受温度影响,属于温钝型突变体。测量发现突变体与野生型株高和抽穗期差异显著,剑叶长、剑叶宽、抽穗期、分蘖数等性状明显减小。表明,T113突变基因不仅影响了叶色,还影响了植株的生长。(2)测量幼苗期和成熟期的T113和野生型叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,发现幼苗期T113叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量明显低于野生型,分别只有野生型的28%、27%、45%,成熟期后,黄化更为严重,T113叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量只有野生型的68%、66%、90%。(3)对T113和野生型幼苗的第二片叶进行透射电镜观察,发现T113黄化叶片中叶绿体比野生型整体颜色要亮,类囊体的排列较野生型疏松,可能因为1113叶绿体中类囊体排列疏松,导致其叶绿体整体透光性弱,从而使其叶绿体看起来较为明亮。
    
        点击查看文献目录
        下载全文需58


本文地址:

上一篇:播期对低谷蛋白水稻产量及功能特性的影响
下一篇:转HaTLP基因抗虫棉花的培育与鉴定

分享到: 分享水稻叶色突变体的筛选及两个叶色突变基因的定位到腾讯微博           收藏