水稻衰老和雄性不育突變體生理性狀及基因定位.pdf

1、植物衰老作為植物發(fā)育的最后階段，在植物發(fā)育和對環(huán)境的應(yīng)答中扮演著許多重要的角色。葉片衰老受生長發(fā)育時期復(fù)雜的內(nèi)外因素之間的相互作用影響，以一種依賴年齡的方式進(jìn)行。植物的生殖生長是植物非常重要的發(fā)育過程，同樣受著諸多因素的影響。雄性不育將導(dǎo)致植物不能正常產(chǎn)生后代，受到科學(xué)家們的廣泛重視。目前對植物衰老和雄性不育的分子機制已有了一定的認(rèn)識，但還有很多方面值得進(jìn)一步探索。本研究利用發(fā)現(xiàn)的一個具有衰老和雄性不育性狀的自然突變體sms1(sene

2、scence and male sterility1)，對其與衰老和不育相關(guān)生理性狀及其突變基因精細(xì)定位研究，主要結(jié)論如下：
　　 1.該sms1突變體在苗期三、四葉時葉片開始出現(xiàn)類似于銹病的長斑點，分蘗期突變體較野生型矮、分蘗減少，葉片上長出更多的類病斑，但葉脈正常，抽穗期sms1突變體趨向死亡，在生長條件好的情況下，相對于野生型只有20％左右穗能抽出，只有極少量結(jié)實，表現(xiàn)高度不育。實驗結(jié)果還表明溫度對突變體的出斑時期沒有明顯

3、影響。
　　 2.在解剖鏡下觀察到sms1突變體的花藥嚴(yán)重不育，較野生型花藥發(fā)育弱小且呈深褐色。I2-KI染色法對突變體的花粉進(jìn)行了染色實驗表明其花粉發(fā)育不良、活力弱?；ㄋ幒腿~片的切片結(jié)果表明突變體葉片的病斑及周圍附近細(xì)胞、喪失育性的花粉和花藥壁的細(xì)胞變形或死亡。掃描電鏡的結(jié)果顯示突變體細(xì)胞表現(xiàn)出細(xì)胞變形，出現(xiàn)“大瘤狀乳突”，排列不規(guī)則。
　　 3.便攜式SPAD-502型葉綠素含量儀測定結(jié)果表明，突變體的葉綠素含量較野

4、生型明顯降低；臺盼藍(lán)染色實驗結(jié)果表明未出現(xiàn)類病斑部位也有藍(lán)褐色細(xì)胞死亡位點顯示，細(xì)胞持續(xù)死亡進(jìn)而形成更大的類病斑。由此可推斷大量的細(xì)胞死亡引起了sms1突變體葉片早衰的發(fā)生與擴(kuò)展。DAB染色實驗結(jié)果表明突變體葉片有明顯的H2O2積累位點，由此可推斷該突變體的細(xì)胞死亡(早衰)與氧化暴發(fā)(oxidative burst)有關(guān)。
　　 4.遺傳分析結(jié)果表明，該突變性狀受一對隱性基因控制。采用粳稻sms1突變體與秈稻珍汕97雜交產(chǎn)生F2

5、代群體作為定位群體，通過圖位克隆法，先將控制該突變性狀的基因(SMS1)定位在水稻第8號染色體的短臂端。然后通過擴(kuò)大群體，發(fā)展新的分子標(biāo)記，將該基因精細(xì)定位在一個67kb的區(qū)域內(nèi)，通過生物信息學(xué)，初步斷定SMS1基因是一個至今尚未報導(dǎo)過的新基因。
　　 本研究已把控制sms1突變性狀的基因精細(xì)定位在水稻第8號染色體的短臂端的67kb的區(qū)域，并對該突變體在生理生化方面的變化作了初步研究，這為成功克隆SMS1基因并揭示該基因的功能奠