水稻“9311”突變體庫擴(kuò)建及部分突變性狀分析.pdf

1、水稻是禾本科作物研究的模式植物。隨著水稻全基因組序列的測定完成，對基因功能的研究已成為重點(diǎn)，研究基因功能最直接和有效的方法是構(gòu)建水稻突變體庫。理化誘變具有技術(shù)條件簡單，突變頻率高，能夠在短時間內(nèi)構(gòu)建具有大量突變體的突變?nèi)后w，是水稻突變體庫構(gòu)建的重要方法之一。本研究利用已完成全基因組序列測定的秈稻品種“9311”，采用物理誘變(γ射線)處理秈稻品種“9311”種子，篩選植株形態(tài)性狀(包括根系性狀)突變體和稻米品質(zhì)性狀突變體，在已有的突變體

2、庫基礎(chǔ)上構(gòu)建出變異類型更為豐富的水稻突變?nèi)后w，為水稻功能基因組學(xué)研究和水稻遺傳改良提供良好的基礎(chǔ)材料。 在植株性狀上，誘變后代M<,2>中發(fā)現(xiàn)水稻地上部形態(tài)變異體205份(占γ射線誘變M<,2>群體植株總數(shù)的6.82％)。其中育性、矮稈、分蘗數(shù)目突變較高：其次為生育期、無芒突變的突變頻率；株型、葉形、穗形、穎殼形狀、等變異的發(fā)生頻率均很低。利用苗期突變體篩選方法，在42852份M<,2>幼苗中發(fā)現(xiàn)白化、白化轉(zhuǎn)綠、黃化、卷葉、葉著

3、生位置低、葉鞘不退化、皺葉、葉區(qū)段皺縮、莖基部紫色、矮化、短根、無側(cè)根、少不定根、短側(cè)根、根向地性異常、種子根超長、耐鹽、耐旱、耐寒、抗除草劑等變異體共417份，其中以白化突變出現(xiàn)的頻率為最高。在稻米品質(zhì)突變體的篩選中，得到稻米蒸煮營養(yǎng)品質(zhì)變異材料160份，占M<,2>收獲材料總數(shù)的5.32％。篩選群體中除蘇氨酸含量只篩選到高含量變異類型外，其它品質(zhì)性狀變異均存在增加和減小兩種變異類型。堿消值、苯丙氨酸含量變異頻率較低，分別占M<,2>

4、收獲群體總數(shù)的0.17％和0.31％，稻米直鏈淀粉含量、賴氨酸含量、蘇氨酸含量和蛋白質(zhì)含量等品質(zhì)性狀變異發(fā)生頻率相對較高，分別占M<,2>群體總數(shù)的0.54％、0.50％、0.50％、0.63％。直鏈淀粉含量的變異范圍超過24％，其次為蛋白質(zhì)含量。新擴(kuò)建的水稻“9311”植株形態(tài)性狀突變體庫和新創(chuàng)建的稻米品質(zhì)性狀突變庫材料更為豐富，可以為今后深入研究水稻基因組功能、演化及基因組間的相互關(guān)系提供更為扎實(shí)的材料基礎(chǔ)。 通過對多子房突

5、變體的觀察，發(fā)現(xiàn)其子房分化過程中出現(xiàn)1～6個甚至更多的子房，在發(fā)育成種子的過程中多數(shù)子房退化不能發(fā)育成種子，最后成熟的種子中最多發(fā)現(xiàn)3個成熟種子。與中花11雜交的F<,1>全部表現(xiàn)為單粒，說明多子房性狀受隱性基因控制。三個光葉突變體表現(xiàn)為葉片光滑，在各級葉脈上未發(fā)現(xiàn)小刺和絨毛著生。窄葉突變體從外觀上就明顯表現(xiàn)比對照“9311” 葉片短小，石蠟切片觀察發(fā)現(xiàn)，窄葉突變體主葉脈的氣腔只有2個，而對照“9311”為4個。卷葉突變體的葉片

6、卷曲很明顯，葉片橫切發(fā)現(xiàn)其主葉脈都發(fā)生明顯彎曲，葉面向內(nèi)卷曲一圈。皺葉突變體的葉片厚，葉色深，出現(xiàn)明顯的皺縮，葉片橫切發(fā)現(xiàn)褶皺的葉片區(qū)段維管束密集，表皮細(xì)胞排列緊密。葉斑突變體的葉長葉寬與對照“9311”相近，葉片橫切面上的病斑仍清晰可見，說明在細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了病變，使葉片硬化、變脆；病斑突變體的葉脈氣腔分布與對照“9311”也有比較明顯的差異。經(jīng)過對葉綠素及光合速率的分析表明：葉綠素總量與凈光合速率沒有相關(guān)性；若將突變體的葉色分為濃綠