论文部分内容阅读
花是被子植物的繁殖器官,其生物学功能是结合雄性精细胞与雌性卵细胞以产生种子。种子便是其下一代,是各物种在自然界传播分布的主要手段。同一植物上着生的花的组合称为花序。水稻花器官又称颖花,颖花与枝梗(包括一次枝梗、二次枝梗)的组合称稻穗,颖花的发育直接影响其产量和品质。因此,寻找或人工创造水稻花器官发育异常突变体,研究水稻颖花的形成和发育,对提高水稻的产量和品质具有重要意义。利用分子遗传学、基因组学和系统生物学方法,探究水稻花器官发育的分子遗传和信号调控途径,已成为目前植物分子遗传学研究的热点。本研究利用EMS(ethyl methane sulfonate)处理粳稻品种南粳35(Nanjing35),在M2代突变体库中发现一个性状能够稳定遗传的颖壳不闭合突变体lugl。通过大田种植,鉴定比较,统计分析,图位克隆等研究。发现与野生型相比,该突变体结实率和千粒重极显著降低。lugl突变体的大部分颖花内外颖壳不能完全钩合,颖花开裂,内外颖壳变细,外颖微弯向内颖,其它花器官的表型同野生型基本一致。遗传分析表明,该性状由一对隐性核基因控制。突变体和籼稻品种9311杂交,在后代F2以及F2：3分离群体中选取具有突变体表型的所有单株进行基因定位,利用本实验室已知的均匀分布于水稻12条染色体上的200对SSR标记,检测具有突变体表型的个体,将OsLUGL定位于水稻第1染色体长臂上。随后开发多个新的SSR标记,最后将OsLUGL定位在物理距离37kb区间内。GRAMENE数据库预测,该区间存在三个ORF,通过该数据库功能注释分析以及测序验证,发现突变体中基因LOC_Os01g42260的编码区有一个单碱基的缺失,导致蛋白翻译提前终止,初步确定是该基因的突变导致了颖壳不闭合的表型。由于LOC_Os01g42260与拟南芥的LEUNIG(LUG)基因同源,所以将水稻中该基因命名为OsLUGUOryza Sativa LEUNIG-Like).通过转基因干扰验证以及瞬时表达模式分析更进一步确定OsLUGL就是控制该突变体表型的基因。OsLUGL基因包含18个外显子和17个内含子,编码含876个氨基酸的蛋白质。通过SMART蛋白结构域预测数据库分析发现,OsLUGL编码一个含有7个WD40重复结构域的谷氨酰胺富集蛋白。