水稻浆片颖壳化突变体基因定位克隆的育种利用及研究.pdf

水稻浆片颖壳化突变体的基因定位与克隆及育种利用研究 摘要 鉴定和克隆水稻花器官突变体新基因，对了解水稻花器官发育的分子遗传机理 和分子信号调控途径有着重要的作用。本论文采用图位克隆法对自发突变产生的浆 片颖壳化突变体鲥进行基因定位与克隆，并分析了．鲫突变体的稻米品质及光合生 理特性。结果摘要如下： 1．研究采用田间种植鉴定、突变体和野生型的花器官对比、杂交后代的表型分 离统计及基于图位克隆法的基因定位等方法，对自然突变产生的突变体则的表现 型、遗传和基因精细定位开展研究。表型鉴定认为鲫突变体小穗上的颖花变异主 2 要表现为浆片颖壳化和外颖增加。通过杂交获得Fl，统计F2的表型分离个体，x 测验结果表明，该突变体表型受l对隐性核基因调控。配制突变体和日本晴的杂交 组合，在F2、F3群体中分别获得∥表型株作为基因定位群体。利用均匀分布于水 稻12条染色体上的156对多态性分子标记，检测鲫定位群体中的880株突变体表 kb。 理距离约为17 2．通过基因测序和相关生物信息学方法，鉴定候选基因，并分析GLL蛋白结 构和可能的功能。结果表明：G比是EGJ的第541位碱基发生点突变的等位基因。 GU的顺式元件分析显示，G比不仅与花器官的发育有关，可能还与植物激素信号 传导以及逆境响应存在关联。预测G儿编码蛋白是一种三酰甘油(TAG)脂肪酶。 同源比对获得9个拟南芥及其它物种的与GLL同源性为38％．60％的氨基酸序列， 未能恢复鲫的突变表型，暗示G比可能与JA调控花器官发育的信号通路无关。 摘要 和野生型的籽粒形态、外观品质、加工品质、蒸煮品质、营养品质、发芽率、叶绿 素含量和光合作用等多项农艺学和生理生化指标进行分析，结果表明：G儿基因突 变后，粒长变短、粒宽变宽、粒厚变厚、长／宽变小；垩白率和垩白度因背景不同而 不同，EG表型的垩白率和垩白度降低，DG表型的无明显变化；糙米率和精米率突 变体均降低，整精米率反而提高；EG表型的蛋白质含量显著增加，DG表型的变化 不明显；oG表型的发芽率下降十分明显，EG表型的无明显变化；在引2—3背景下， 叶绿素含量明显降低，在H604背景下，EG表型的叶绿素含量增加，但DG表型的 无明显变化；光合作用特性表现为开花期光合能力和水分利用率提高，灌浆期和成 熟期因遗传背景的不同而或增加或减弱。这一结果为今后育种过程中鲥突变体的 利用提供了重要的理论基础。 关键词：水稻；浆片颖壳化；基因定位；生物信息学；稻米品质；光合作用 II GENEⅣ队PPINGANDCLOINGoFA(记【确垄E：￡确Z’ ￡D啪UZEMUTANTANDITSBREEDING IN ABSTRACT noVel Id训6c撕0naIlddoneof mut柚t of1E10ral iIlricewould genes o唱aIl play缸 ess％tialr01ein tllemole印lar mech砌sms锄dmolecular llllderStallding genetic si盟al floral nlis of organ patllwaysreglll撕ng development．Inp印％map-baseddoningGZ上geIle mutatedinfieldswereC0nducted． conf．err。d舀ume一1ikelodicule(g肋noralspontaneously Me觚wllile，nleagronomic臼面tS，Such硒ri