秈、粳稻對鎘脅迫的響應(yīng)和水稻穗部突變體TS的基因定位及利用.pdf

1、來自于采礦廢物的重金屬鎘，由于其在土壤中的高移動性和食物鏈上的生物可獲得性已經(jīng)污染了越來越多的稻田，導(dǎo)致人類受到潛在的毒害而受到人們高度關(guān)注。本研究采用盆栽試驗，以秈稻(CG132R)和粳稻（粳925）兩個不同水稻類型為材料，一方面研究了不同濃度鎘脅迫對秈、粳稻植株生長發(fā)育和葉片生理活性的脅迫效應(yīng);另一方面研究了在鎘脅迫下，秈稻和粳稻在不同生育期對重金屬鎘的吸收和積累及其體內(nèi)鎘的分布和轉(zhuǎn)移規(guī)律。
　　從水稻育種材料后代中發(fā)現(xiàn)了一個

2、簇生穗突變體TS。TS的株葉形態(tài)、植株分蘗數(shù)正常，最顯著的變異為TS植株穗部一、二次枝梗頂端表現(xiàn)為2～3個小穗簇生在一起。為了明確TS中所含簇生基因ts的遺傳機理及其在水稻育種中的利用價值，本研究利用TS與G2480B的F1、F2群體進行簇生性狀的形態(tài)觀察和基因定位;利用3個攜帶有ts基因的純系分析ts基因應(yīng)用前景。結(jié)果如下:
　　1.低鎘濃度(10mg/kg)對CG132R生長發(fā)育具有一定的促進作用。隨著土壤鎘濃度的增加，CG1

3、32R和粳925生長發(fā)育均受到抑制。生育前期是CG132R生長發(fā)育對鎘脅迫最敏感的時期;生育后期，CG132R對鎘脅迫表現(xiàn)出一定適應(yīng)性。
　　2.CG132R和粳925對鎘脅迫耐性存在顯著差異。在不同濃度鎘脅迫下，CG132R都表現(xiàn)出比粳925更好的適應(yīng)性。水稻葉片生理活性受鎘脅迫主要表現(xiàn)為水稻葉片葉綠素含量下降、丙二醛(MDA)含量升高、細(xì)胞膜透性增加。綜合比較，秈稻CG132R比粳稻粳925有更強的抗鎘脅迫能力，鎘污染土壤種植

4、粳稻將更好表現(xiàn)鎘污染狀況。
　　3.CG132R和粳925各器官鎘含量都隨外源鎘含量升高而增加，低鎘濃度時水稻各器官更容易富集鎘。鎘在CG132R和粳925體內(nèi)分配都表現(xiàn)為:根＞莖＞葉＞糙米＞稻殼，根是水稻吸收和積累鎘的主要器官。CG132R糙米鎘含量與積累量都高于粳925，其中CG132R籽粒鎘積累量為粳925的5倍左右。鎘從水稻根部向地上部分轉(zhuǎn)移能力為:分蘗期＞成熟期。
　　4.在水稻對鎘的吸收、積累、轉(zhuǎn)移和分配方面，C

5、G132R與粳925存在顯著差異。CG132R較粳925能吸收并積累更多的鎘到植株體內(nèi)，且CG132R對鎘轉(zhuǎn)移能力強于粳925。綜合分析認(rèn)為，CG132R糙米鎘含量高于粳925是由于CG132R對土壤中鎘有更強的吸收能力，且鎘向糙米的轉(zhuǎn)移能力也更強。
　　5.F1群體表現(xiàn)全部顯性，F(xiàn)2群體出現(xiàn)3∶1顯隱性狀分離，該性狀受1對隱性單基因控制，能夠穩(wěn)定遺傳。
　　6.采用微衛(wèi)星標(biāo)記技術(shù)，將突變基因ts定位于第6染色體上的長臂端，

6、其中RM1340和RM20323位于ts一側(cè)，它們與ts的遺傳距離分別為5.5和5.1cM;RM6298和RM162位于ts的另一側(cè)，它們與ts的遺傳距離分別為5.6和6.5cM。根據(jù)Gramene網(wǎng)站上這幾個引物已測得的遺傳位點，將ts基因定位于RM20323和RM6298之間。
　　7.在3個純系中，332在保持簇生性狀的同時，與親本G2480B相比，其產(chǎn)量性狀無顯著差異，蒸煮食味品質(zhì)較優(yōu)。ts基因的表達與水稻的單株穗數(shù)、每穗