水稻斑马叶突变体zl7的鉴定与基因的精细定位

摘要：

[目的]斑马叶突变体作为水稻叶色突变体的重要种质资源,是研究植物光合作用机制和高光效育种的理想材料,对于解析光合作用机理和提高水稻产量具有重要意义.[方法]用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种春江06建立突变体库,从突变体库中筛选到1份苗期为斑马叶的突变体,该突变体被命名为zl7(zebra leaf 7).在常规大田种植条件下分别比较突变体与野生型在苗期、抽穗期和成熟期叶色表型和产量性状差异,通过透射电镜实验分析叶片叶绿体发育情况,利用图位克隆方法克隆候选基因,利用荧光定量PCR方法分析参与叶绿素合成和叶绿体发育相关基因的表达水平.[结果]从苗期开始,突变体zl7表现出典型的斑马叶,叶绿素含量降低,直到抽穗期,斑马叶表型消失,叶片逐渐复绿,叶绿素含量无明显差异.光合速率测定和电镜观察结果显示,突变体zl7的光合速率、气孔导度下降,叶绿体发育异常.与野生型相比,突变体的株高、分蘖、穗长、一次枝梗、二次枝梗和每穗粒数均显著降低,而粒长、粒宽和千粒重均略有增加.荧光定量PCR结果表明突变体中参与叶绿素降解相关基因的表达量显著升高,而参与叶绿素合成和叶绿体发育相关基因的表达量显著降低.遗传分析表明,该突变体受一对隐性核基因调控.通过图位克隆将该基因定位在第7染色体,测序发现突变体的目标基因ZL7编码区发生单碱基替换,导致一个氨基酸由丝氨酸变为天冬酰胺.[结论]ZL7(Zebra Leaf 7)突变导致叶绿体发育异常,水稻叶片出现斑马叶表型,该基因在叶绿素合成及叶绿体发育中起重要作用.

关键词：水稻、叶绿体、遗传分析、图位克隆

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分类号：S511;S641.2;Q943.2

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;水稻生物学国家重点实验室自主课题;中国水稻研究所所级重点研发项目;浙江省重点研发计划资助项目

在线出版日期：2023-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：113-124