水稻OsMsh6基因突變對(duì)SSR穩(wěn)定性和同源重組的影響.pdf

1、DNA錯(cuò)配修復(fù)(MMR)是DNA損傷修復(fù)的一個(gè)重要途徑，主要司職于DNA合成、遺傳重組及損傷過(guò)程中發(fā)生的單個(gè)及少數(shù)堿基的缺失、插入及錯(cuò)配的修復(fù)，對(duì)維持基因組穩(wěn)定性和DNA復(fù)制保真度至關(guān)重要。水稻基因組計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)中已注釋了一些MMR基因，其中OsMsh6(LOC_Os09g24220)就是一個(gè)與擬南芥AtMsh6(At4g02070)同源的錯(cuò)配修復(fù)基因，但迄今對(duì)該基因的功能及其對(duì)γ射線處理的反應(yīng)尚缺乏了解。為此，本文研究了OsMsh6基因

2、突變對(duì)SSR穩(wěn)定性及同源重組的影響，并分析了OsMsh6基因插入突變體對(duì)γ射線處理的反應(yīng)。主要結(jié)果如下:
　　(1) OsMsh6突變對(duì)SSR穩(wěn)定性的影響。利用77個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)3個(gè)不同世代的OsMsh6插入突變體及對(duì)照日本晴進(jìn)行了分析，這77個(gè)SSR標(biāo)記包括60個(gè)來(lái)自核DNA的SSR(Nu-SSR)、10個(gè)來(lái)自葉綠體DNA的SSR(Cp-SSR)和7個(gè)來(lái)自線粒體DNA的SSR(Mt-SSR)。在分析的Nu-SSR、Cp-SSR和

3、Mt-SSR中，分別有14、5和2個(gè)呈現(xiàn)多態(tài)性，多態(tài)性頻率分別為23.33％、50.0％和28.57％。多態(tài)性呈現(xiàn)的方式既有條帶數(shù)目的變化，也有主帶位置的偏移。不同突變體中出現(xiàn)的SSR多態(tài)性頻率不同，趨勢(shì)為NF9010＞ND6011＞NF7784。這些結(jié)果表明OsMsh6基因突變不僅會(huì)造成核內(nèi)DNA中SSR的不穩(wěn)定，而且也會(huì)引起核外DNA中的SSR變異。該研究確認(rèn)了OsMsh6基因?qū)S持基因組穩(wěn)定的重要作用，為進(jìn)一步闡明OsMsh6基因

4、的功能提供了依據(jù)。
　　(2) OsMsh6基因突變對(duì)同源重組的影響。通過(guò)突變體NF9010、ND6011及其對(duì)照日本晴分別與秈稻品種早秈B雜交，建立了3個(gè)F2作圖群體。利用第一、三、九、十連鎖群上篩選出的40個(gè)多態(tài)性SSR進(jìn)行連鎖作圖。在ND6011/早秈B和NF9010/早秈B的F2群體中，染色體1、3、9和10上的SSR標(biāo)記圖距均有所增加，增加幅度在2.0％-32.5％之間，標(biāo)記間距離增加的程度隨標(biāo)記所在的染色體和突變體不同

5、而變化。這些結(jié)果證明OsMsh6基因具有限制重組的功能，突變后導(dǎo)致同源重組率的提高。該研究不但證明了OsMsh6基因在同源重組中的作用，而且也為水稻育種中利用該突變體促進(jìn)野生基因資源的滲入奠定了基礎(chǔ)。
　　(3) OsMsh6突變體對(duì)γ射線處理的反應(yīng)效應(yīng)。對(duì)OsMsh6突變體和日本晴采用不同劑量的γ射線(75、150、300、450Gy)進(jìn)行處理，分析了發(fā)芽率、苗高、根長(zhǎng)、根數(shù)等生理指標(biāo)和OsMsh6基因的表達(dá)。對(duì)生理指標(biāo)測(cè)定的結(jié)

6、果顯示，相同處理劑量下日本晴的各項(xiàng)生理指標(biāo)均高于突變體，說(shuō)明突變體對(duì)γ射線處理的敏感性升高，特別是當(dāng)處理劑量達(dá)到150Gy及以上時(shí)，突變體的敏感性增強(qiáng)表現(xiàn)尤為明顯。但不同突變體的敏感性也有差異，表現(xiàn)趨勢(shì)為NF9010＞NF7784＞ND6011。RT-PCR結(jié)果顯示OsMsh6基因的表達(dá)水平隨處理劑量的增大而升高，說(shuō)明OsMsh6基因了參與γ射線處理造成DNA損傷的修復(fù)。這一研究為進(jìn)一步利用MMR突變體構(gòu)建高效的誘變育種體系提供了依據(jù)。