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植物色素的组成和代谢对植物的生长发育具有重要作用。水稻金黄色颖壳与节间表型作为1个经典的形态标记性状,长期以来被广泛应用于育种和遗传学研究。本研究利用经60Coγ射线辐照后发现的水稻金黄色颖壳与节间突变体浙粳88GH,对其进行了遗传分析和分子定位,得到如下研究结果:
1.与野生型相比较,突变体浙粳88GH的颖壳与节间呈金黄色且颜色深浅不一。
2.利用m(a)ule试剂对突变体浙粳88GH的木质素成分进行了分析,相对于野生型,该突变体的皮层和维管束中紫丁香基木质素含量升高,愈创木基木质素的含量降低。
3.田间农艺性状调查结果发现浙粳88GH的株高、穗数、穗长、千粒重等无明显变化。
4.遗传分析表明,该突变性状受1对隐性核基因控制,以籼稻珍汕97B与该突变体杂交的F2作为定位群体,采用SSR分子标记和隐性群体分析法,将突变基因gh6定位在第2号染色体的短臂端编码一个CAD蛋白(LOC_Os02g09490)的基因上。测序结果显示,与LOC_Os02g09490基因相比gh6第一个外显子第191个碱基由C突变为G,造成编码区蛋白序列的改变,由丝氨酸变为丙氨酸。
5.对LOC_Os02g09490基因在各物种间的同源蛋白进行同源性分析,发现LOC_Os02g09490基因与玉米的蛋白最为接近。同时发现GH6在翻译时存在三种mRNA,分别将其命名为GHcDNA1,GHcDNA2和GHcDNA3,其对应的cDNA编号分别为AK071794.1,AK105011.2和AK059804.1。
6.组织表达分析发现LOC_Os02g09490属于组成型表达基因,在根和茎中表达量最高,花药和内稃中次之,叶中表达量最低。
7.构建LOC_Os02g09490全基因组互补载体,对该基因所编码的蛋白进行了亚细胞定位分析,结果发现该蛋白定位于细胞膜与细胞核上。
本研究发现了一个LOC_Os02g09490基因新的突变位点,为该基因功能的深入研究及应用提供理论依据。