水稻窄葉突變體nal(t)的遺傳分析與基因定位.pdf

1、水稻(Oryza sativa L.)是禾本科單子葉植物，世界上最重要的糧食作物之一。我國(guó)的水稻種植已有8000年的歷史。在古代，人類通過(guò)對(duì)野生稻的馴化使其成為半栽培稻或栽培稻，經(jīng)過(guò)多年的選擇利用，水稻產(chǎn)量已取得很大進(jìn)步，但是仍然滿足不了現(xiàn)在人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)需要，提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)依然是目前研究的重中之重。近幾年，袁隆平院士注意到株型在超級(jí)雜交稻育種中的重要性，提出了選育超級(jí)雜交秈稻的典型“葉下禾”株型模式：即上部三葉長(zhǎng)、直、窄、厚、

2、V字型。其可以充分發(fā)揮劍葉冠層在生育后期群體光合作用，增加日產(chǎn)量。理想株型的提出，為改良植株株型提上一個(gè)新的日程。在水稻株型研究中，葉形態(tài)的研究是最關(guān)鍵部分之一，對(duì)其發(fā)育和遺傳控制機(jī)理的深入研究，為改良水稻株型和提高產(chǎn)量有重要的指導(dǎo)意義。
　　 目前有關(guān)葉形態(tài)的研究很多，但在袁隆平院士提出的上三葉5個(gè)形態(tài)指標(biāo)研究中，窄葉研究相對(duì)較少，尤其在調(diào)控窄葉發(fā)育基因的定位和克隆方面。西南大學(xué)水稻研究所在縉恢10的EMS誘變?nèi)后w中發(fā)現(xiàn)一個(gè)窄

3、葉突變材料，表現(xiàn)為葉片中窄。為進(jìn)一步了解其形態(tài)特征變化和遺傳特性，我們對(duì)突變材料連續(xù)5代自交觀察，其性狀表型一致，說(shuō)明已經(jīng)穩(wěn)定遺傳。2007年在重慶配制西農(nóng)1A×nal(t)雜交組合，同年秋季在海南種植F1，收獲F2，2008年在重慶種植F2，獲得遺傳分析和基因定位群體。
　　 ⑴突變體形態(tài)特征分析。我們對(duì)突變體親本和縉恢10進(jìn)行田間調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)突變體表現(xiàn)為葉片變窄而葉長(zhǎng)不變，植株半矮化，節(jié)間縮短變細(xì)，平均穗長(zhǎng)縮短，一次

4、枝梗數(shù)減少，籽粒變窄變長(zhǎng)，結(jié)實(shí)率降低等一系列突變表型。突變體株高平均為86.10 cm，只有野生型的86％，達(dá)到極顯著差異。突變體苗期和成熟期葉寬度平均為0.99 cm和1.42 cm，分別占野生型的76％和74％，成熟期總?cè)~脈數(shù)占野生型79％，均達(dá)到極顯著差異。突變體成熟期倒一、二、三節(jié)間長(zhǎng)和寬平均在9.16 cm、6.97 cm、3.57 cm和0.31 cm、0.36 cm、0.45 cm，分別占野生型的63％、83％、71％和7

5、8％、72％、79％，倒一節(jié)間上體現(xiàn)尤為明顯，達(dá)到極顯著差異。突變體結(jié)實(shí)率明顯降低，只有66％，籽粒變窄占野生型的86％，并微長(zhǎng)于野生型。平均穗長(zhǎng)，一次枝梗數(shù)等變化都達(dá)到顯著差異。
　　 ⑵遺傳分析。以西農(nóng)1A作母本，nal(t)作父本，配制雜交組合，F(xiàn)1所有的單株葉片均表現(xiàn)正常，表明突變性狀受隱性基因控制。F2群體出現(xiàn)正常葉片和突變?nèi)~片兩種表型單株，其中正常單株1966株，突變單株647株，x2測(cè)驗(yàn)表明正常株與突變株的分離比例

6、符合3∶1(x2=0.0866＜x20.05=3.84)，進(jìn)一步表明該窄葉突變體由單隱性核基因控制。
　　 ⑶分子標(biāo)記定位。選用393對(duì)均勻分布于12條染色體上的SSR標(biāo)記對(duì)親本西農(nóng)1A和nal(t)進(jìn)行多態(tài)性分析，具有多態(tài)性的標(biāo)記90對(duì)，多態(tài)性頻率23％。利用F2群體中的647株窄葉突變株作為定位群體。首先從F2中分別選取10株正常單株和10株突變單株，等量提取基因組DNA后構(gòu)建正?；虺睾屯蛔兓虺亍＠糜H本間差異引物擴(kuò)增正