水稻類病斑早衰突變體lmps1的表型鑒定與基因定位

夏賽賽 崔 玉 李鳳菲 譚 佳 謝園華 桑賢春 凌英華

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水稻類病斑早衰突變體的表型鑒定與基因定位

夏賽賽 崔 玉 李鳳菲 譚 佳 謝園華 桑賢春 凌英華*

西南大學(xué)水稻研究所 / 轉(zhuǎn)基因植物與安全控制重慶市重點實驗室, 重慶 400715

經(jīng)甲基磺酸乙酯(EMS)誘變優(yōu)良秈型水稻恢復(fù)系縉恢10號, 獲得一個穩(wěn)定遺傳的水稻類病斑早衰突變體()。該突變體苗期表型正常, 分蘗早期出現(xiàn)褐色類病斑, 且斑點數(shù)目隨植株生長而增多, 孕穗期葉片開始萎黃衰老。與野生型相比, 突變體的每穗總粒數(shù)下降8% (<0.05), 株高、穗長、有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率以及千粒重分別下降14.3%、24.3%、27.2%、50%、45.7%與14.5%, 差異均達極顯著水平(<0.01)。遮光處理表明, 突變體的類病斑性狀受光照誘導(dǎo)。孕穗期葉片光合色素含量下降且光合效率降低, H2O2含量增加, 抗氧化酶SOD和CAT的活性顯著降低。透射電鏡觀察結(jié)果顯示, 突變體葉肉細胞中葉綠體數(shù)目減少, 葉綠體的類囊體片層結(jié)構(gòu)損傷降解。qRT-PCR結(jié)果顯示, 突變體中防衛(wèi)反應(yīng)相關(guān)基因除表達量降低外,、、、、、表達量均極顯著高于野生型。遺傳分析表明突變體的類病斑早衰性狀受1對隱性核基因控制, 利用西農(nóng)1A與突變體雜交所得F2群體中的突變株, 將目標基因定位于第7染色體長臂端粒附近約167.3 kb的物理區(qū)段內(nèi)。

水稻(L); 類病斑早衰突變體); 表型鑒定; 基因定位

植物類病斑突變體(lesion mimic mutant,)是指在沒有病原菌侵染或明顯逆境的情況下, 植物體自發(fā)形成類似于病原菌侵染產(chǎn)生壞死斑的一類突變體[1]。此類突變體首先在玉米中發(fā)現(xiàn)[1-2], 隨后在大麥[3]、擬南芥[4]、水稻[5-6]、花生[7]等植物中相繼被報道。植物類病斑突變體的壞死斑表型類似于過敏反應(yīng), 且大多數(shù)與過敏反應(yīng)以及細胞程序性死亡有關(guān), 一些類病斑突變體能提高植物抗病性并引發(fā)相關(guān)蛋白的表達。

國內(nèi)外研究工作者通過各種物理化學(xué)誘變方法已鑒定到大量水稻類病斑突變體, 其多數(shù)性狀受隱性基因調(diào)控, 只有少部分由顯性或半顯性基因控制[8]。在這些類病斑突變體中, 已被克隆的目標基因相對較少[9]。從報道看, 水稻的類病斑主要是由抗病相關(guān)基因突變、某些代謝途徑中的相關(guān)基因突變、胞內(nèi)運輸異常以及轉(zhuǎn)錄因子所致。其中一類是導(dǎo)致的抗病相關(guān)基因, 包括[6]、[10]、[11]、[12][13]等。……