水稻強(qiáng)分蘗基因MT1的克隆研究.pdf

1、水稻是世界上最主要的糧食作物之一，全球約有一半的人以稻米作為主食。分蘗又是水稻與小麥等主要農(nóng)作物的重要的農(nóng)藝性狀之一，它直接影響農(nóng)作物穗數(shù)的多少，從而影響水稻單位面積的產(chǎn)量。同時分蘗又是水稻等單子葉植物在生長發(fā)育過程中的一種特殊的分枝方式。因此，對水稻分蘗機(jī)理的研究就有著重大的理論意義和應(yīng)用價值，新的水稻分蘗基因的挖掘與分離將有助于探索水稻分蘗乃至植物界分枝的分子生物學(xué)機(jī)理，并可以將這些機(jī)理運(yùn)用到水稻的育種中去，來控制水稻植株的分蘗數(shù)和

2、群體分蘗數(shù)，提高水稻的單位面積產(chǎn)量。 本研究從粳稻中花11號經(jīng)0.1％EMS處理的后代中獲得兩份強(qiáng)分蘗突變體材料mt1-1和mt1-2，其最顯著生長特征是分蘗速度快，分蘗旺盛，莖蘗細(xì)而多，葉片細(xì)長，矮生。遺傳分析表明，這兩份強(qiáng)分蘗突變體性狀受同一對隱性基因控制。 為了克隆該強(qiáng)分蘗基因，利用mt1-1與Dular雜交產(chǎn)生的F2群體對此強(qiáng)分蘗性狀的隱性基因進(jìn)行了精細(xì)定位。該基因首先被定位在水稻第1染色體上微衛(wèi)星標(biāo)記SSR14

3、9和RM297之間，遺傳距離分別是0.80cM，3.10cM。對照已有的連鎖圖，可以推斷出強(qiáng)分蘗基因MT1位于水稻第1染色體長臂的中下部，文獻(xiàn)檢索結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第1染色體此位置上沒有類似的基因位點(diǎn)，表明該基因位點(diǎn)為一新強(qiáng)分蘗基因，將該基因暫定名為MT1。為了進(jìn)一步定位MT1基因，利用已經(jīng)公布的水稻基因組序列在MT1基因附近區(qū)域?qū)ふ椅⑿l(wèi)星序列并發(fā)展新的標(biāo)記，在RM297和SSR149之間發(fā)展了四個有多態(tài)的微衛(wèi)星標(biāo)記SSR-1-27、SSR-1

4、-24、SSR-mt3和SSR-mt4，用這些分子標(biāo)記對精細(xì)定位群體進(jìn)行檢測，最終將MT1基因定位于SSR-1-24與SSR-mt4之間，與前者相距0.18cM，與后者相距0.03cM。并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了覆蓋MT1基因區(qū)域的BAC重疊群，從中可知MT1基因就位于AP003376上約30kb區(qū)域內(nèi)。 通過對這30kb堿基序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中一個基因的編碼蛋白與擬南芥的MAX4/CCD8的同源性高達(dá)68％。因此，進(jìn)一步利用PCR