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花器官研究一直是植物分子生物学研究的热点,水稻长护颖突变体的发现和研究有利于进一步补充和阐明水稻花器官发育的分子机理。本研究室在利用γ射线辐照籼稻品种成熟花粉的诱变后代中发现了一株长护颖突变体(命名为LG-1),经多代自交后,该突变体的遗传已稳定,稻株除护颖发育异常、护颖长度与其谷粒长度相当外,其它主要性状无异常表现,但其遗传机理不清楚。因此,本研究选用该长护颖突变体与矮脚南特(AJNT)杂交,建立F2遗传分离群体,结合SSR分子标记技术对长护颖性状进行遗传分析和基因定位,对阐明控制水稻长护颖发育的分子机理、基因克隆和功能研究具有重要意义。研究结果如下:
1.该水稻突变体长护颖性状的遗传分析结果表明,LG-1与AJNT杂交的F1代的护颖表现为野生型,F2代群体中野生型株和突变体型株比例显著符合3:1的分离规律。表明该突变体的长护颖性状受一对隐性基因控制,将该基因暂命名为lg-1(t)。
2.应用BSA法建立正常护颖DNA池和长护颖DNA池,共用594对SSR引物对亲本LG-1、AJNT及两个DNA池进行亲本间多态性和基因池间多态性筛选,获得具有基因池间多态性引物8对,即RM51、RM295、RM20828、RM20852、RM20903、RM20948、RM21004和RM21035。
3.选用突变型株系作为定位群体,通过标记性状连锁分析与基因定位结果表明,控制该突变体长护颖性状的lg-1(t)基因位于第7号染色体的RM20903和RM20948之间,与RM20903和RM20948间的遗传距离分别为3.8cM和4.9cM。
4.预测lg-1(t)与Os07g0139300为同一个基因,测序结果发现,11个碱基的缺失导致氨基酸的改变。
该研究结果为今后进一步精细定位、克隆lg-l(t)基因奠定了基础,对阐明水稻花器官发育的分子机理具有一定的应用价值。