【目的】通过对一个水稻长护颖、小粒突变体的表型定定与基因克隆,探明控制该性状的遗传基础和分子机制。【方法】利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种武育粳27(WYJ27),从中获得一个稳定遗传的长护颖、小粒突变体,将该突变体命名为lsg8(l...【目的】通过对一个水稻长护颖、小粒突变体的表型定定与基因克隆,探明控制该性状的遗传基础和分子机制。【方法】利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种武育粳27(WYJ27),从中获得一个稳定遗传的长护颖、小粒突变体,将该突变体命名为lsg8(long sterile lemma and small grain on chromosome 8)。观察并统计野生型和突变体的农艺性状变化;利用透射电镜观察颖壳外表皮细胞的变化;将突变体lsg8与籼稻品种IR36进行杂交,构建F2群体并进行遗传分析,利用图位克隆对LSG8基因进行定位,通过对候选基因测序和表达分析进一步确定候选基因;利用RT-qPCR分析细胞扩展相关基因和花器官特征基因的表达量。【结果】与野生型相比,突变体lsg8护颖长度明显变长,粒宽和粒厚显著下降,从而导致千粒重下降。此外,突变体lsg8的株高、穗长、倒1节间长、倒2节间长、倒4节间长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗粒数和结实率均较野生型WYJ27显著降低。颖壳外表皮扫描电镜观察结果表明,突变体lsg8的细胞长度较野生型显著变短,细胞宽度较野生型显著变窄。遗传分析表明,突变体lsg8受一对隐性核基因控制。通过图位克隆将LSG8基因定位在8号染色体标记M5和标记M6之间,物理距离约为276 kb,该区间包含42个开放阅读框。通过对候选基因测序分析,发现ORF18(LOC_Os08g06480)在野生型和突变体之间出现了一个碱基的差异,认为该基因可能是控制长护颖、小粒表型的候选基因。RT-qPCR分析表明,LSG8在不同时期各个组织中均有表达,其中在成熟期的穗中表达量最高,而在成熟期的叶鞘中表达量最低。此外,突变体lsg8在细胞扩展相关基因、护颖发育调控基因和颖壳特征基因的表达量也发生了显著的变化。【结论】水稻长护颖、小粒突变体lsg8是已报道基因ASP1的新等位基因,该基因突变导致护颖变长、种子变小,对于维持水稻护颖的形态建成及籽粒形态起到重要的作用。展开更多
文摘【目的】通过对一个水稻长护颖、小粒突变体的表型定定与基因克隆,探明控制该性状的遗传基础和分子机制。【方法】利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种武育粳27(WYJ27),从中获得一个稳定遗传的长护颖、小粒突变体,将该突变体命名为lsg8(long sterile lemma and small grain on chromosome 8)。观察并统计野生型和突变体的农艺性状变化;利用透射电镜观察颖壳外表皮细胞的变化;将突变体lsg8与籼稻品种IR36进行杂交,构建F2群体并进行遗传分析,利用图位克隆对LSG8基因进行定位,通过对候选基因测序和表达分析进一步确定候选基因;利用RT-qPCR分析细胞扩展相关基因和花器官特征基因的表达量。【结果】与野生型相比,突变体lsg8护颖长度明显变长,粒宽和粒厚显著下降,从而导致千粒重下降。此外,突变体lsg8的株高、穗长、倒1节间长、倒2节间长、倒4节间长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗粒数和结实率均较野生型WYJ27显著降低。颖壳外表皮扫描电镜观察结果表明,突变体lsg8的细胞长度较野生型显著变短,细胞宽度较野生型显著变窄。遗传分析表明,突变体lsg8受一对隐性核基因控制。通过图位克隆将LSG8基因定位在8号染色体标记M5和标记M6之间,物理距离约为276 kb,该区间包含42个开放阅读框。通过对候选基因测序分析,发现ORF18(LOC_Os08g06480)在野生型和突变体之间出现了一个碱基的差异,认为该基因可能是控制长护颖、小粒表型的候选基因。RT-qPCR分析表明,LSG8在不同时期各个组织中均有表达,其中在成熟期的穗中表达量最高,而在成熟期的叶鞘中表达量最低。此外,突变体lsg8在细胞扩展相关基因、护颖发育调控基因和颖壳特征基因的表达量也发生了显著的变化。【结论】水稻长护颖、小粒突变体lsg8是已报道基因ASP1的新等位基因,该基因突变导致护颖变长、种子变小,对于维持水稻护颖的形态建成及籽粒形态起到重要的作用。
