一个水稻‘斑马叶’叶色突变体基因zebra leaf2(zl2)的图位克隆

摘要

粳稻品种Asominori组培后代获得一个稳定遗传的黄绿相间叶色突变体，该突变体在苗期表现为黄绿相间的斑马状，分蘖后期斑马性状逐渐减弱，到抽穗期叶片逐渐变为淡黄色，暂命名为zl2(zebra leaf2)。与野生型相比zl2三叶期、分蘖盛期、抽穗期及成熟期叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量显著降低，成熟后其结实率、千粒重、株高也显著下降。电镜观察结果显示，苗期zl2叶片黄色部分叶肉细胞中叶绿体显微结构发生了明显的异常，而绿色部分与野生型基本一致。遗传分析结果表明，zl2突变性状受一对隐性核基因控制。从zl2与籼稻品种南京11衍生的F2群体中挑选1607株表现为突变性状的分离单株，最终将该突变基因定位于第11染色体约164.3Kb的区域内。基因预测表明该区域内存在13个ORFs，其中ORF12编码一个类胡萝卜素异构酶，序列分析表明突变体中的该基因第10个内含子与第11外显子的交界处A突变为T，导致cDNA发生错误剪切，缺失四个碱基，产生移码突变，并于第395个氨基酸处提前终止。RT-PCR分析表明，相对野生型在突变体中ZL2的表达量显著下降，同时叶色相关基因PORA、RbcL psaA、psbA、OsDVR表达量也显著下降，而HEMA1、YGL1、V1、V2、SPP的表达量显著上升，结果表明ZL2在水稻叶绿素合成及叶绿体发育中起着重要作用。

目录

声明

摘要

缩略语

第一章 文献综述

1 前言

1．1 水稻叶色突变体的来源

1．2 水稻叶色突变体的分类

1．3 水稻叶色突变的遗传方式

1．4 水稻叶色突变相关基因及分子机理的研究进展

1．5 水稻斑马叶突变体的研究进展

第二章 水稻‘斑马叶’叶色突变体zl2的生理学和细胞形态学分析

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 叶绿素含量的测定

2．2．2 叶绿体超微结构观察

2．3 结果与分析

2．3．1 zl2突变体的形态学特征

2．3．2 不同温度环境下zl2突变体叶绿素含量

2．3．3 zl2突变体叶绿体超微结构观察

2．4 小结

第三章 水稻‘斑马叶’叶色突变体zl2的图位克

3．1 实验材料

3．2 实验方法

3．2．1 DNA提取方法

3．2．2 SSR分析方法

3．2．3 基因定位方法

3．2．4 候选基因预测

3．2．5 候选基因基因组及其cDNA的测序验证

3．3 结果与分析

3．3．1 zl2突变体的遗传分析

3．3．2 zl2基因初定位

3．3．3 zl2基因精细定位

3．2．4 候选基因基因组及其cDNA的测序验证

3．4 小结

第四章 zl2及叶色相关基因的表达分析

4．1 质粒和菌株

4．2 zl2及相关基因的表达分析

4．2．1 总RNA提取方法

4．2．2 反转录获得突变基因的cDNA

4．2．3 Real-time qPCR基因表达分析

4．2 结果与分析

第五章 讨论与结论

5．1 讨论

5．2 结论

参考文献

致谢

作者简历