水稻矮桿少蘗基因DTL的精細(xì)定位.pdf

1、水稻是最重要的糧食作物之一，全世界有三分之二的人口以水稻為主食。然而隨著世界人口的不斷增加和耕地面積的不斷減小，如何進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量，一直是育種家們關(guān)注的首要問題。株高是水稻最重要的農(nóng)藝性狀之一，它直接影響水稻的豐產(chǎn)潛力和抗倒伏能力。因此，了解水稻株高的遺傳機(jī)制及調(diào)控機(jī)理，對(duì)水稻株型改良極為重要。
　　近年來(lái)，越來(lái)越多與水稻矮桿相關(guān)的基因被挖掘出來(lái)，到目前為止，被克隆出來(lái)的矮桿相關(guān)基因已達(dá)到70多個(gè)。然而這些矮桿控制基因在育種實(shí)

2、踐中能被利用的卻很少。因此，進(jìn)一步加深了解水稻株高的控制機(jī)制，挖掘更多與株高相關(guān)的種質(zhì)材料，對(duì)拓寬水稻矮稈育種的遺傳基礎(chǔ)尤為重要。
　　本實(shí)驗(yàn)材料是從水稻生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的突變體庫(kù)中鑒定出的一個(gè)水稻矮桿少蘗突變體，暫命名為dwarf and low tillering(dlt)。該突變體的主要表型為:植株嚴(yán)重矮小，成熟期株高僅達(dá)到10-15cm;分蘗少，一般只有1-3個(gè)分蘗;葉發(fā)育遲緩且葉色加深、葉直立、微內(nèi)卷、短小而呈劍狀;

3、穗小、稀疏、不結(jié)實(shí)。本研究通過(guò)圖位克隆的方法分離了DLT基因，并對(duì)候選區(qū)間進(jìn)行了目標(biāo)基因預(yù)測(cè)和分析，同時(shí)也對(duì)突變體開展了相關(guān)的生理分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示:
　　(1)通過(guò)對(duì)野生型和突變體植株葉片的葉綠素含量測(cè)定發(fā)現(xiàn):dlt葉片中的葉綠素含量明顯降低，且葉綠素a的含量降低程度最顯著;
　　(2)用外源激素GA3和BR處理野生型和突變體植株，結(jié)果表明dlt的幼苗對(duì)GA3和BR都敏感，但敏感性不如野生型強(qiáng);
　　(3)石蠟切

4、片發(fā)現(xiàn)突變體葉片的主脈導(dǎo)管數(shù)減少，dlt的氣腔變得零散而雜亂，主莖的維管束細(xì)胞數(shù)目減少，葉鞘變窄。
　　(4)透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)突變體植株中的葉綠體含有的淀粉粒比野生型的少且小;掃描電鏡結(jié)果顯示突變體的表皮細(xì)胞排列不規(guī)則且表面的硅質(zhì)突起不明顯，數(shù)量也較少;
　　(5)通過(guò)圖位克隆方法，我們將DLT基因定位在一個(gè)73.3kb大小的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)有10個(gè)開放閱讀框，對(duì)這10個(gè)候選基因進(jìn)行了預(yù)測(cè)及測(cè)序，測(cè)序結(jié)果表明，突變體和野生型