利用BSA-seq圖位克隆兩個水稻重要基因.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、水稻分蘗是營養(yǎng)生長的重要特性,其分蘗數決定了有效穗數,進而決定了水稻產量。穗是水稻的營養(yǎng)器官,由若干小花和小穗組成。小花和小穗在不同水平上的發(fā)育決定了水稻穗部性狀和產量。因此分蘗和穗部發(fā)育是決定營養(yǎng)生長和生殖生長的兩個重要農藝性狀。
  本論文分離了在水稻秈稻品種明恢86組織培養(yǎng)過程中發(fā)現的兩個突變體srt1和 psh1-1/2,通過將 BSA和全基因組測序方法定位和克隆了這兩個基因,并對這兩個基因的功能進行了初步分析。其結果如下

2、:
  1. Sterile and Reduced Tillering1:表現單桿和雌性不育的突變體。
  (1)srt1表現為很少或不分蘗。與對照明恢86(分蘗數為9.0±3.6)相比,突變體srt1的分蘗明顯少于對照,只有1-4個分蘗(0.5±0.7)。
 ?。?)srt1的莖比野生型粗壯。從莖的橫切片結果來看,srt1的莖微管束發(fā)育比野生型多,能提供足夠的養(yǎng)分給整個植株;縱切結果顯示其細胞排列比野生型更有規(guī)律。

3、
 ?。?)srt1的葉片顯得比野生型長且寬。野生型與突變體 srt1葉片的長寬比分別為:52.2±3.34:59.5±2.1和1.55±0.2:2.05±0.1。
 ?。?)srt1表現為完全不育?;ㄋ幍馊緦嶒烇@示突變體的花藥表現正常。正反交實驗結果顯示,用 srt1作為父本,野生型作為母本結實率為9.9±6.8%,然而反過來srt1作為母本時顆粒無收,說明srt1表現為雌性不育。
 ?。?)通過BSA-seq方法比

4、較突變DNA池和野生DNA池間SNP頻率分布,計算 CAAFD值,發(fā)現在水稻4號染色體長臂末端約(29-34M)處 CAAFD有一個明顯的峰。在該期間開發(fā) INDEL標記,將目標基因定位在231Kb范圍內。
 ?。?)在231kb區(qū)間內共有37個ORFs。我們發(fā)現其中LOC_Os04g56780與野生型相比有21個堿基缺失。LOC_Os04g56780編碼水稻中與擬南芥 Wuschel(AtWUS)的同源基因OsWUS。
 

5、?。?)突變體中OsWUS的21bp發(fā)生在第一個外顯子上,使OsWUS的一個高度保守結構域 Homeobox中缺失了7個氨基酸。該缺失可能導致 OsWUS功能喪失,說明Homeobox結構域在OsWUS的功能上起重要作用。
  2. Pepper-Shaped husk1:一個小花形狀異常的突變體。
 ?。?)突變體 psh1-1表現為穗變短且密,其穗長僅有野生型明恢86的20%。psh1-1的小花呈現辣椒狀,其外稃正常,外

6、稃明顯比野生型小。
  (2)psh1-1的結實率僅有5.8%±7.2,遠遠小于野生型的結實率(85.2%±4.9)。開花時突變體的表型不正常,僅有一小部分突變體6.55%±5.3的花開啟后能正常關閉,而野生型種大部分(84.65%±6.7)的花都能正常開花及關閉。
  (3)psh1-1的種子比野生型要小。突變體的粒長(8.7±0.48)和粒寬(1.975±0.07)明顯小于野生型。psh1-1的粒形表現為辣椒狀,其千粒重

7、(28.67±0.65)明顯低于野生型(15.0±1.18)。
  (4)通過 F2群體的遺傳分析顯示,突變體 psh1-1表現為辣椒穎和低結實率的性狀受一對隱性等位基因控制。
 ?。?)應用 BSA-seq方法定位 PSH1,通過計算 CAAFD值發(fā)現在水稻4號染色體斷臂末端0-3Mb處有一個高峰。經連鎖分析將該基因定位在218Kb的區(qū)間內。
 ?。?)該218Kb區(qū)間內有31個 ORFs。通過不同基因池中序列比對發(fā)

8、現,LOC_Os04g01590基因內部的一個單堿基替換(G→ T)導致終止密碼TAA的產生,是蛋白質提前終止。
 ?。?)LOC_Os04g01590編碼精氨酸酶。它有6個外顯子,編碼340個氨基酸。突變體psh1-1中的第三個外顯子上的G到T的替換,及psh1-2中的第二個外顯子上的G到T的替換都能產生終止密碼TAG,使蛋白質提前終止。這些結果顯示突變體表現出的突變性狀是由基因LOC_Os04g01590突變造成的。
 

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