文献类型： 中文期刊

作者： 王备芳 ¹ ; 陈玉宇 ² ; 张迎信 ² ; 刘群恩 ² ; 孙滨 ² ; 向小娇 ² ; 曹永润 ² ; 程式华 ² ; 曹立勇 ³ ;

作者机构： 1.中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室/浙江省超级稻研究重点实验室;河南农业大学农学院

2.;中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室/浙江省超级稻研究重点实验室;河南农业大学农学院

3.;中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室/浙江省超级稻研究重点实验室;河南农业大学农学院;

关键词： 水稻;早衰;es5;图位克隆;精细定位

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2018 年 04 期

页码： 613-625

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】对水稻叶片早衰突变体es5进行遗传分析及精细定位,探索水稻叶片衰老的分子机制。【方法】es5是嘉禾212经EMS诱变获得的一个叶片早衰突变体。利用es5与籼稻中恢8015杂交获得F1,F1自交获得分离群体F2。在杭州和海南观察F1和F2的表型,并分析该突变表型的遗传行为。取F2中隐性单株,利用图位克隆方法精细定位该基因。抽穗期时对突变体和野生型叶片进行SOD活性、MDA含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、净光合速率测定、组织化学分析、透射电镜观察以及衰老相关基因的表达量分析。成熟后调查es5和嘉禾212的几个重要农艺性状。【结果】四叶期前es5表型与嘉禾212相比无明显差异,四叶期时下部叶片叶尖开始黄化衰老,随着植株的生长发育,叶片的衰老面积逐渐变大,至拔节期,中下部叶片黄化衰老严重。与野生型相比,es5的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和净光合速率均显著下降,es5的株高、有效穗数、每穗总粒数、千粒重、结实率等农艺性状都极显著下降。伊文思蓝染色和二氨基联苯胺染色分析结果表明,es5叶片中含有更多的死亡细胞和过氧化氢积累。酶活性和衰老相关参数的测量结果显示抽穗7 d和抽穗21d,es5叶片中的SOD活性均显著高于嘉禾212中SOD活性;抽穗21 d时,es5中MDA含量显著高于嘉禾212中MDA含量;抽穗7 d和抽穗21des5叶片中可溶性蛋白含量均极显著低于嘉禾212中可溶性蛋白含量。透射电镜观察结果表明es5衰老部位细胞质溶解,叶绿体结构异常,叶绿体膜溶解,基粒模糊,基质片层疏松,类囊体发育异常,淀粉体和嗜饿颗粒增多。q RT-PCR结果显示es5中促进衰老的基因Osh36、Osh69、Os I85、RCCR1表达量极显著上调。2个衰老的标志基因Osh69和Os I85表达量分别上调12.7和36.6倍。同时叶绿素降解相关基因SGR也显著上调。遗传分析结果表明该性状是由单隐性核基因控制。采用图位克隆的方法将该基因精细定位在第5染色体上的4BF-10和RM3664两标记之间,物理距离约52.7 kb,该区间包含8个开放阅读框。【结论】es5由于叶片的过早衰老造成与产量相关的几个重要农艺性状显著下降。将该基因定位在第5染色体介于标记4BF-10和RM3664之间52.7kb的物理区间内。