水稻早衰突變體esl3的鑒定與基因定位.pdf

1、葉片是植物進行光合作用的重要器官，其衰老是一種受遺傳和外界因子（如日照、病害、遮陰、高溫、干旱和水澇等）影響的高度程序化過程，是植物生命科學領域研究的核心問題之一[1]。葉片早衰可導致光合能力降低，引起灌漿不足、結實率下降、千粒重變小等現象。水稻一旦早衰，將嚴重影響產量和品質，如正常成熟期功能葉壽命延長1d，理論上可使水稻增產2％，實際增產1％左右[2]。衰老機制的研究和早衰調控基因的克隆，是提高水稻等作物產量的重要途徑之一。水稻早衰突

2、變體是研究衰老機理的理想材料。目前，雖然得到了一些水稻早衰突變體，但大部分研究僅局限于對其基因定位、生理特性和超微結構等方面的研究。本實驗利用EMS誘變秈型恢復系縉恢10號，得到一個早衰突變體esl3(earlysenescenceleaf3)，主要結論如下:
　　 1esl3突變體的表型分析和農藝性狀調查
　　 突變體esl3從苗期開始，葉片中上部即呈現褐化枯萎，該特征一直持續(xù)到植株成熟。與野生型相比，esl3的結實率

3、無明顯變化，有效穗和穗長顯著降低，穗粒數、千粒重、株高和干物質則極顯著下降。進一步分析發(fā)現，突變體除穗長和穗頸節(jié)間顯著下降外，其余節(jié)間均極顯著縮短，但葉片長度無明顯變化。
　　 2esl3突變體的葉綠體色素含量和光合速率的測定
　　 esl3衰老部位的光合色素含量相比野生型極顯著下降，葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量分別下降了81.5％、90.7％和76％;綠色部位葉片的光合色素含量則略有升高，分別升高了15.3％、

4、6.2％和10.3％。光合速率測定表明，突變體衰老部位的光合速率極顯著低于野生型，綠色部位則極顯著高于野生型。
　　 3esl3突變體理化分析
　　 esl3突變體的超氧陰離子(O2-)量與野生型相比極顯著降低，僅為野生型的34.8％;esl3過氧化氫(H2O2)含量比野生型升高了45.3％，極顯著增加;esl3羥基自由基(OH-1)比野生型增高了近1倍，極顯著增加。
　　 突變體中的SOD酶活性與野生型相比，降

5、低了41.4％;POD與野生型相比升高了45.7％;CAT活性極顯著下降，僅為野生型的75.1％。
　　 4esl3突變體超微結構觀察
　　 超微結構觀察，esl3多數細胞形狀不規(guī)則，部分降解中空，內容物固縮，葉綠體片層結構模糊，類囊體異常。
　　 5ESL3基因的精細定位
　　 遺傳學分析表明，該突變體受一對隱性核基因調控。利用391株日本晴/esl3的F2突變型單株，最終將ESL3定位在第5染色體標記