《一个水稻持绿突变体的鉴定及其基因精细定位》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一个水稻持绿突变体的鉴定及其基因精细定位（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、I d e n t i f i c a t i o na n dG e n eF i n e - - M a p p i n go faS t a y - G r e e nR i c eM u t a n tS u nY i nC a n gAD i s s e r t a t i o nS u b m i t t e dt oZ h e ji a n gN o r m a lU n i v e r s i t yI nP a r t i a lF u W l l l m e n to ft h eR e q u i r e m e n tf o r t h eD e g r e eo fM
2、 a s t e ro fS c i e n c eS u p e r v i s e db yP r o f e s s o rB o ju nM aC o l l e g eo fC h e m i s t r y & L i f eS e i e n c e ，Z h e j i a n gN o r m a lU n i v e r s i t y ，J i n h u a ，3 21 0 0 4 ，C h i n aM a y ，2 0 1 3一个水稻持绿突变体的鉴定及其基因精细定位摘要叶绿素是植物进行光合作用的重要色素，在光合作用的能量捕获及能量传递中起着重要的作用。本课题研究的材
3、料是由粳稻中花1 1 品种经过丫射线辐射得到的一个可遗传的持绿突变体，暂命名D 1 0 1 。本课题通过水稻持绿突变体的表型鉴定、水稻持绿突变体的遗传分析及其基因精细定位和水稻持绿突变体的高通量重测序及候选基因分析三方面进行研究。研究结果如下：1 表型鉴定：大田播种后，4 5 天时，发现突变体水稻D 1 0 1 的叶片的绿色要深，突变体D 1 0 1 的叶绿素a 含量相对于野生型水稻中花1 l 的叶绿素含量显著性提高；直到9 0 天成熟时，表现极显著性提高。叶绿素b 的含量和类胡萝I -素的含量至9 0 天成熟时，表现极显著性提高。农艺性状调查也发现突变体D 1 0 1的千粒重显极显著提高。细
4、胞及亚细胞结构分析中，石蜡切片野生型中花1 l 和突变型D 1 0 1 在结构上没有明显的区别，扫描电镜发现野生型中花l l 的气孔关闭的时候，突变型D 1 0 1 的气孔处于打开或半打开的状态。透射电镜发现突变体D 1 0 1 的剑叶的细胞上的叶绿体上充满淀粉粒，而野生型中花1 1 颖壳的细胞的叶绿体则充满淀粉粒。2 遗传分析及其基因精细定位：通过对中花l l x D l 0 1 杂交F 2 代群体大田调查作遗传分析，发现控制该持绿性状的基因是单基因控制的。对中花1 1 巴香占杂交F 2 代群体的定位群体大田调查取样后，用均匀分布在1 2 条染色体上的亲本间的多态引物，进行基因初步定位，最后
5、定位在1 号染色体上。扩大群体后，并设计多态引物，精细定位在分子标记I D 2 1 R a M l l 8 6 0 之间，约5 2 5 k b p 。3 高通量重测序：通过对野生型中花1 1 和突变体D 1 0 1 进行高通量重测序，分别得到野生型中花1 1 和突变型D 1 0 1 的1 2 条染色体的基因组全序列，通过软件比对，发现在突变体的1 号染色体上有个大约8 8 k b p 的大片段缺失，与精细定位的位点相吻合，且目前正在对缺少片段的序列进行分析，预测后选基因。关键字：水稻；持绿突变体；叶绿素；基因精细定位；高通重量测序I d e n t i f i c a t i o na n d
6、G e n eF i n e - M a p p i n go faS t a y G r e e nR i c eM u t a n tA B S T R A C TC h l o r o p h y l li sa l li m p o r t a n tp i g m e n ti n v o l v i n gi nt h ep h o t o s y n t h e s i si np l a n t s ，a n di tp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nt h ee n e r g yt r a n s f e ra n dt h ee
7、 n e r g yc a p t u r ei np h o t o s y n t h e s i s As t a y - g r e e nr i c em u t a n t , DIO1 ，w a sm u t a g e n i z e df r o mZ h o n g h u a1 1b yy - r a yr a d i a t i o n W er e s e a r c h e dp h e n o t y p ei d e n t i f i c a t i o n s ，g e n e t i ca n a l y s i sa n dg e n ef i n e
8、m a p p i n g ，h i g h - t h r o u g h p u tr e s e q u e n c i n ga n dc a n d i d a t eg e n ea n a l y s i sa b o u tt h i ss t a y - g r e e nr i c em u t a n t T h er e s u l t sa l ea sf o l l o w s ：1 P h e n o t y p i ci d e n t i f i c a t i o n s ：a f t e rs o w i n g , 4 5d a y , w ef o u
9、 n dt h a tm u t a n tD 1 0 1i sd a r k e rg r e e nt h a nt h ew i l dZ H ll ，t h ec h l o r o p h y l lac o n t e n ti nt h em u t a n ti ss i g n i f i c a n t l ye l e v a t i o n , c o m p a r e dt ot h ew i l dZ H l1 W h e nt h er i c ew a sm a t u r ei n9 0d a y , t h ec h l o r o p h y l lac
10、 o n t e n ti nt h em u t a n ti sv e r ys i g n i f i c a n t l ye l e v a t i o n C h l o r o p h y l lba n de a l o t e n o i d sc o n t e n ta r ea l s ov e r ys i g n i f i c a n t l ye l e v a t i o ni nt h i st i m e T h er e s u l to fa g r o n o m i ct r a i t so ft h es t a y - g r e e nr
11、i c em u t a n tD 1 0 1a n dt h ew i l dZ H lld i s p l a y e dt h a tt h eg r a m10 0 0 - w e i g h to ft h em u t a n ti sv e r ys i g n i f i c a n t l ye l e v a t i o n , c o m p a r e dt ot h ew i l d P a r a f f i ns e c t i o n sd i s p l a y e dt h es t r u c t u r eo ft h em u t a n ta n d
12、t h ew i l di sn o td i f f e r e n t E l e c t r o nm i c r o s c o p yf o u n dt h a tm u t a n ts t o m ao p e n e d , w h i l et h ew i l ds t o m ai sc l o s e di nt h es a m et i m e T r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p yf o u n dt h a tt h em u t a n tc h l o r o p l a s t
13、sw e r ef i l l e dw i t hs t a r c hg r a m si nt h el e a f , w h i l et h ew i l dc h l o r o p l a s t sw e r ef i l l e d 、杭ms t a r c hg r a t mi nt h eg l u m e 2 G e n e t i ca n a l y s i sa n dg e n ef i n em a p p i n g ：t h r o u g hi n v e s t i g a t i n gZ H11 D101F 2p o p u l a t i o
14、 ni nt h ef i e l d , g e n e t i ca n a l y s i si n d i c a t e dt h es t a yg r e e nt r a i tg e n ei sc o n t r o l l e db yas i n g l eg e n e A f t e ri n v e s t i g a t i n gt h eZ H ll B a x i a n g z h a nF 2p o p u l a t i o ni nt h ef i e l d , w ec a r r i e do nt h eg e n ep r e l i m
15、 i n a r ym a p p i n g U s i n gp o l y m o r p h i cp r i m e r s ，w h i c ha r eu n i f o r m l yd i s t r i b u t e di nt h e1 2c h r o m o s o m e s T h er e s u l ts h o w st h a tt h eg e n ei sp o s i t i o n e do nc h r o m o s o m e1 E x p a n d i n gp o p u l a t i o n sa n dd e s i g n i
16、 n gp o l y m o r p h i cp r i m e r s ，f i n em a p p i n gi sb e t w e e nm o l e c u l a rm a r k e r sI D 2 1 一R M l1 8 6 0a b o u tS 2 5 k p 3 H 汹抽姗袖p u tr e s e q u e n e i n g ：t h r o u g hh i g h - t h r o u g h p u tr e s e q u e n c i n go ft h ew i l dZ H lla n dt h em u t a n tD 1 0 1 ，w eo b t a i n e dg e n o m es e q u e n c eo n1 2c h r o m o s o m e s B ys o f t w a r ea n a l y s i s ，W ef o u n dt h a tt h em u t a n th a s8 8 k pl a r g ed e l e
