水稻穎殼異常發(fā)育突變體Oseg1和Oseg2的基因圖位克隆及基因功能分析.pdf

1、利用水稻小花各輪器官發(fā)育異常的突變體來研究單子葉植物花器官發(fā)育的分子調控機制是目前植物分子遺傳學的研究熱點。本研究將粳稻品種9522進行γ射線誘變，從M2代突變體庫中篩到兩個穎殼發(fā)育異常的突變體，分別命名為Oseg1(Oryzasativaextraordinaryglume1)和Oseg2(Oryzasativaenlargedglume2)。在營養(yǎng)生長時期，這兩個突變體與野生型相比，沒有明顯發(fā)育異常。進入生殖生長后，Oseg1花的退

2、化穎殼(rudimentaryglume)比野生型的退化穎殼明顯增長；護穎(emptyglume)和野生型相比也異常增長；雄蕊數(shù)目減少。Oseg2突變體的護穎也異常增長，一次枝梗形態(tài)彎曲，數(shù)量增多。利用電子顯微鏡對Oseg1和Oseg2的表型特征進行了細致的分析，表明Oseg1和Oseg2的突變影響水稻小穗頂端分生組織正常發(fā)育，造成小穗原基發(fā)育異常。分別對這兩個突變體進行的遺傳學分析結果表明這兩個性狀各受一對隱性基因控制。 為了

3、對OsEGl和OsEG2進行基因定位，分別將Oseg1和Oseg2純合體與秈稻品種廣陸矮4號雜交，建立F2代群體，篩選F2代中的突變株，利用已公布的水稻RM系列SSR標記及自行設計INDEL標記，應用圖位克隆技術，對Oseg1和Oseg2位點進行遺傳定位。將OsEG1進行了初定位和精細定位，最終將OsEG1定位在4號染色體上INDEL標記OS407與WHM0466之間，遺傳距離分別為2.0cM和1.0cM，為進一步克隆OsEG1基因和研

4、究水稻小穗器官發(fā)育的調控機理奠定了基礎。 另外，將OsEG2精細定位在3號染色體上SSR標記RM5813和INDEL標記WHM0312之間，遺傳距離0.2cM，物理距離133Kb的區(qū)段范圍內。對其中兩個可能與花發(fā)育相關的基因進行測序，測序結果顯示其中一個MADS-box轉錄因子基因發(fā)生突變，命名此基因為OsEG2。隨后，提取野生型和突變體mRNA，PCR擴增mRNA全長后測序，證明Oseg2突變體中OsEG2基因內含子剪切異常，

5、造成移碼突變。在此基礎上，又利用RNA干擾的方法，證明了水稻野生型的OsEG2基因沉默后可以產(chǎn)生Oseg2突變體的表型，證明確實由于OsEG2基因的突變產(chǎn)生Oseg2的表型。將OsEG2基因在野生型水稻中過量表達后，觀察到OsEG2過量表達的轉基因植株產(chǎn)生了新表型：一次枝梗數(shù)目減少，小穗外稃頂端長出刺狀器官。為研究OsEG2的表達特性，提取了野生型水稻植株的根、莖、葉、穗、幼苗的RNA，以ACTIN基因作參照，利用RT-PCR分析了Os