水稻颖花突变体tig1的遗传分析与基因定位

【摘要】水稻是世界上最重要的粮食作物之一,作为单子叶植物的模式作物,其颖花发育模式和分子机理一直是植物分子生物学领域研究的焦点,同时,水稻颖花发育过程也直接影响到其产量和品质的形成。花器官发育是植物由营养生长向生殖生长转变的重要阶段,虽然近年来科研工作者们通过利用双子叶植物控制花器官发育基因的保守序列在水稻基因组文库中筛选获得许多类似MAD-box基因,但与双子叶植物花器官发育研究进程相比,水稻等单子叶植物的相关研究还相对滞后,如关于调控花萼及其同源器官形成机理的A类基因的研究并不深入。主要的限制因素是缺少与相关性状联系的研究材料,导致许多控制基因的功能不能明确。因此,通过创建筛选水稻颖花发育突变体,来进行相关基因研究有着十分重要的意义。本实验通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理粳稻品种宁稻1号,获得尖粒颖花突变体tigl(tipgrain1),并与正常颖花亲本苏旺往尔杂交构建定位群体,对该性状进行观察分析,精细定位相关控制基因,得到了以下研究结果：1、突变体结构观察分析：突变体水稻小花的外颖壳形状显著发生变化,表现为籽粒变尖,成熟籽粒的颖壳不能正常闭合,导致内外颖壳开裂。这些变化直接导致其千粒重显著降低,稻米外观品质变差。2、tig1的遗传分析和控制基因的精细定位：根据F2群体表型和χ2测验(χ2=0.34<χ20.05=3.84),证明该突变体的性状是由隐性单基因控制的,并将该基因初步定位在2号染色体的RM14120和RM208之间；利用F2杂合体构建分离群体,筛取交换单株,经加密标记,基因型与表型分析,将tig1定位在2号染色体RM5421和RM14154之间的约49.2kb物理区间内。3、tigl候选基因的预测：检索水稻基因组序列信息,确定目标区间内有6个开放阅读框(ORF),其中3个预测基因具有表达信息。其中,LOC_Os02g56610编码248个氨基酸组成的蛋白,包含DUF640结构域,测序发现,诱变导致该基因编码区发生了两个碱基的点突变,其中,一个为无义突变,另一个点突变则导致其翻译提前终止,从而引起颖壳发生可遗传的变异,最终确定LOC_Os02g56610为候选基因。
【作者】朱建树；
【导师】王建飞；
【作者基本信息】南京农业大学，作物，2013，硕士
【关键词】水稻；颖花突变体；精细定位；

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