导　　师： 李仕贵

学科专业： G1010

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 四川农业大学

摘　　要： 水稻叶色突变(叶绿素突变)在水稻中占有很大的比例。根据叶色的的突变表型可将叶色突变体分为白化，黄化，浅绿，白翠，绿白，黄绿和条纹等8种类型。另外根据突变是否会导致死亡，可将叶色突变体分为致死型和非致死型。在非致死型突变体中主要有花斑叶突变体，部分程度失绿突变体和受温度与发育调控的叶色突变体。本研究中所研究的材料259就是一份受温度和发育进程共同控制的叶色突变体。经观察该突变体的白化表型出现在苗期(三叶期前)，平均气温低于24℃的条件下。水稻苗期低温白化突变是水稻在发育早期对低温胁迫的一种适应性。 本研究利用便携式叶绿素测量仪测定了突变体在白化时期，复绿后植株的叶绿素含量，并用同为籼稻的9311作为对照。结果发现突变体在白化时的叶绿素含量低平均含量仅为1.2(SPAD)。而当突变体恢复正常后其叶绿素含量(23.6)接近对照9311的水平(25.3)。说明突变体的突变表型不会对植株的后期生长产生太大的影响。 用透射电镜观察突变体的叶绿体在不同表型下的结构变化，9311作为对照。结果发现突变体在白化时的叶绿体不能正常发育仅有囊泡状结构。而复绿后其叶绿体的结构也将恢复正常，与9311的正常叶绿体结构一致。由此进一步从微观结构上说明在白化时期，突变体的叶绿体结构发生了改变。 通过与9311,花B，太粳588和台湾香糯等不同遗传背景的材料做正反交实验。并观察后代的表现，经观察各个组合F1代的苗期在低温情况下均表现正常，而F2代的苗期在同样的环境条件下则会发生白化苗与正常绿苗的分离，经X2检验均符合3：1的分离比例，正常绿苗对白化苗显性，符合孟德尔的单基因遗传。说明该突变体受一个隐性核基因控制，暂将该基因命名为AL-12。另外利用SSR分子标记技术将该基因定位在第8染色体上，两侧最近的SSR标记RM5068和RM3702分别距基因0.5-1.1CM和4.9CM。 根据基因定位的结果，在距目的基因两侧最近的SSR标记RM3702和RM5068之间的所有CONTIGS中寻找与突变表型(低温，白化)极其相关的CDS序列最后找到了两个候选序列：细胞色素P450推测序列(PUTATIVECYTOCHROMOSOMEP450,CYP)和冷激蛋白推测序列(PUTATIVECOLDSHOCKPROTEIN，CSP)。根据这两个序列设计了三对引物，以白化突变体和9311在二叶期的叶片总RNA逆转录产物为模板，分别进行PCR扩增。其中出现了在突变体259和对照9311间有表达差异的扩增产物，该扩增产物经测序比对发现属细胞色素P450(CYP)家族。由此推测突变体的白化表型与细胞色素P450(CYP)家族有关系。 软米是一种特异的优质稻米类型，米质优良，米饭柔软富弹性，直链淀粉含量在8-15％之间。在我国主要分布在云南德宏，宝山，临沧等地区。在系统发育上是粘稻和糯稻的中间类型。另外有关控制其直链淀粉含量的分子机制也不是很清楚，因而难以直接有效地应用其优良特性。针对上述情况，本文对软米做了以下几点研究： 1.软米在WX基因型上的分类。利用分子标记484/485和PCR-ACC对毫目吕等多个不同类型的亲本材料进行PCR扩增，结果表明毫目吕的WX基因型表现为高直链淀粉类型。但经测定毫目吕的直链淀粉含量为11.9％属低直链淀粉类型。由此推测软米除了受WX主效基因作用外，还受其他与WX非等位的基因作用。 2.软米稻米胚乳的淀粉结构。利用扫描电镜观察了毫目吕成熟种子的淀粉粒结构，通过与另外一个高直链淀粉品种G46B和低直链淀粉品种蜀恢527的淀粉结构比较，发现毫目吕的胚乳淀粉排列较致密，淀粉颗粒为多角多面体，棱角分明。而G46B的胚乳淀粉排列较松散，淀粉颗粒近圆形，外表光滑。说明低直链淀粉含量的毫目吕具有优质稻米的淀粉结构。 3.软米的遗传分析。通过软米(毫目吕)和其具有同样WX基因型的亲本G46杂交，获得F1代及F2代。利用BRUKER公司VECTOR22/N型近红外线光谱仪测定其直链淀粉含量(F1混收混测，F2按单株收混合粒进行测定)，并进行遗传分析。结果发现分离群体F2的直链淀粉含量频次分布表现为明显的双峰曲线。高直链淀粉含量单株/低直链淀粉含量单株的分离比例经X2测验符合3：1。表明软米低直链淀粉含量受单个隐性核基因控制，暂将该基因命名为DU-CL。 4.软米基因的初步定位。用在毫目吕和G46B间有差异的连锁标记，分析毫目吕/G46B的F2群体中的所有隐性单株，并利用MAPMAKER3.0将控制软米低直链淀粉含量的基因定位于第11染色体远端，距离RM224为20.7CM。为分子标记辅助育种和软米的进一步研究利用奠定了基础。

关 键 词： 软米 直链淀粉含量 遗传分析 基因定位 水稻

分 类 号： [Q756 S511.01]

领　　域： [生物学] [农业科学]