一份水稻白化突變體的遺傳分析及其基因定位.pdf

1、葉綠素是植物葉綠體中參與光合作用的一種重要色素，葉綠素含量的顯著變化往往會導(dǎo)致葉色的變化，所以葉綠素缺失突變體也稱為葉色突變體。在水稻中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多葉色突變體，表現(xiàn)為白化、失綠、條紋、淺綠、黃化、花斑等性狀。葉色突變體的發(fā)現(xiàn)對于光合作用機制的開發(fā)、葉綠素合成和基因功能的研究等具有重要的意義；另外，葉色突變體作為標記性狀在雜交水稻種子生產(chǎn)過程中對保證種子純度具有重要的實踐利用價值。 本研究以一份水稻返綠白化突變體XGS為基礎(chǔ)，分

2、別對其表型特征、溫度影響、葉綠體超微結(jié)構(gòu)及遺傳特性進行了研究，并利用SSR標記對該基因進行了初步定位。 1、水稻返綠白化突變體XGS的葉色變化不受溫度變化的影響。在三葉期前表現(xiàn)為白化，隨著第三葉的出現(xiàn)，第一葉和第二葉開始逐漸轉(zhuǎn)綠，第三葉和第三葉之后的葉片均為正常的綠色，三葉期后幼苗逐步恢復(fù)正常，但是第二片葉葉色較正常綠色偏淺。 2、通過將突變體XGS白化和返綠后的兩個時期葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量與同時期的正常材

3、料02428相比較，發(fā)現(xiàn)突變體XGS在二葉期時葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量僅為同時期02428的14.5％、19.1％和14.0％。到了四葉期時，各色素含量差距明顯縮小，突變體中各色素含量相對于02428的比值分別提高到了76.8％、56.65％和93.25％。 3、用透射電鏡觀察突變體的葉綠體在不同表型下的結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)完全白化葉片的葉綠體輪廓完好無缺，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，僅有少量的片狀結(jié)構(gòu)，而且尚未分化出基粒和基粒

4、片層，葉綠體發(fā)育明顯滯后。當(dāng)突變體XGS返綠后，其葉綠體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也恢復(fù)正常。 4、將該突變體與正常的綠色材料02428、9311、蜀恢527、日本晴進行雜交，F(xiàn)1代在全生育期均表現(xiàn)為正常的綠色植株，表明正常綠苗對白化苗顯性，而F2代的苗期則發(fā)生白化苗與正常綠苗的分離，二者的比例經(jīng)x2檢驗均符合3:1，表現(xiàn)為孟德爾的單基因遺傳，說明該突變體受一對隱性核基因控制。同時，由XGS與02428雜交得到的F2正常綠色單株的育性分離比例符

5、合3:1，表明該突變體的光溫敏核不育特性受一對隱性核基因控制，與白化基因無連鎖關(guān)系。與本實驗室另一份白化突變體all2的等位性分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1代表現(xiàn)為正常綠色，表明兩個材料的突變基因位于不同的位點。 5、選取XGS/02428的F2代作為定位群體，采用分組分離群體法，用均勻分布于水稻12條染色體上的微衛(wèi)星標記對該突變基因進行定位，將其定位于水稻第11染色體上的微衛(wèi)星標記SSR287和SSR209之間，遺傳距離分別為0.7cM和7.