A Point Mutation in an F-Box Domain-Containing Protein Is Responsible for Brown Hull Phenotype in Rice     

Xia Xu  Xiao-bo Zhang  Yong-feng Shi  Hui-mei Wang  Bao-hua Feng  Xiao-hong Li  Qi-na Huang  Li-xin Song  Dan Guo  Yan He  Jian-li Wu 《水稻科学》2016,23(1):1

The accumulation of pigments affects the color of rice hulls while only limited information is known about its underlying mechanisms. In the present study, a rice brown hull 6(bh6) mutant was isolated from an ethane methyl sulfonate(EMS)-induced IR64 mutant bank. Brown pigments started to accumulate in bh6 rice hulls after heading and reached a higher level in mature seeds. Some major agronomic traits including panicle length and 1000-grain weight in bh6 were significantly lower than those in its corresponding wild type IR64, while other agronomic traits such as plant height, growth duration and seed-setting rate were largely similar between the two genotypes. The analysis of pigment content showed that the contents of total flavonoids and anthocyanin in bh6 hulls were significantly higher than those in IR64 hulls. Our results showed that the brown hull phenotype in bh6 was controlled by a single recessive gene which locates on the long arm of chromosome 9. Sequencing analysis detected a single base substitution(G/A) at position 1013 of the candidate gene(LOC_Os09g12150) encoding an F-box domain-containing protein(FBX310). Functional complementation experiment using the wild type allele can rescue the phenotype in bh6. Thus, we named this mutated gene as Os FBX310~(bh6), an allele of OsFBX310 functioning as an inhibitor of brown hull. The isolation of Os FBX310~(bh6) and its wild type allele can provide useful experimental materials and will facilitate the studies on revealing the mechanisms of flavonoid metabolism in monocot plants.  相似文献   

MULTI-FLORET SPIKELET 4(MFS4) Regulates Spikelet Development and Grain Size in Rice     

Wang Yan  Zeng Xiaoqin  Lu Lu  Cheng Qinglan  Yang Fayu  Huang Mingjiang  Xiong Mao  Li Yunfeng 《水稻科学》2021,28(4):344-357

In rice, the spikelet is the basic unit of inflorescence, and its development is important for determining the grain yield and quality. We reported a rice spikelet mutant multi-floret spikelet 4(mfs4) which resulted in the production of extra floral organs or a whole extra floret, and elongated sterile lemmas. The results suggested that the mutation of the MFS4 gene interfered with spikelet meristem determinacy and floral organ identity. In addition, the plant height and the grain length and width in the mfs4 mutant were all less than those in the wild type. Using the bulked segregant analysis method, the MFS4 gene was localized in a 557-kb region on the long arm of chromosome 1. Sequence analysis showed that there was a C-base deletion at the open reading frame of LOC_Os01 g67430. Further tests indicated that a wild type copy of LOC_Os01 g67430 was able to reverse the mfs4 defects, which indicated that LOC_Os01 g67430 was the MFS4 gene. The MFS4 gene encodes a lipase located in the mitochondria and is expressed strongly in the young inflorescence. qRT-PCR results showed that the expression of some genes that were known to regulate spikelet meristem determinacy and grain size were decreased in the mfs4 mutant, which indicated that the MFS4 gene regulates spikelet meristem determinacy and grain size by modulating the expression of these genes.  相似文献   

水稻类树状突变体pla1-5的鉴定与基因克隆     

封功能  张昌泉  赵冬生  朱孔志  涂怀洲  徐辰武  刘巧泉 《中国水稻科学》2013,27(2):111-116

在粳稻品种台北309经60 Co-γ辐射诱变的后代中发现了一份类树状突变体pla1-5,该突变体表现为植株矮化、叶片小且数量增多、分蘖数减少、高位分蘖、穗分化受阻等特征。遗传分析表明,该性状受一对隐性核基因控制。利用图位克隆技术将目的基因定位在第10染色体长臂上两个分子标记CHR1027和CHR1030之间,物理距离为58kb,并与SSR标记CHR1028和CHR1029共分离。根据水稻基因组序列的注释,该区域内存在5个完整的预测基因。测序分析表明pla1-5突变体中一个编码细胞色素P450CYP78A11的释义基因LOC_Os10g26340第1外显子内缺失了一个碱基T,导致移码突变和翻译提前终止。据此,初步推测细胞色素P450CYP78A11基因为PLA1-5的候选基因。  相似文献   

水稻白条纹叶及白穗突变体wlp6的鉴定与基因定位     

李玲锋# 熊玉毅# 欧阳林娟彭小松  陈小荣贺晓鹏傅军如  边建民胡丽芳 徐杰贺浩华  孙晓棠朱昌兰 《中国水稻科学》2018,32(6):538-548

目的 叶色突变体是研究水稻光合作用,叶绿素生物合成和遗传发育调控机理的重要材料。发掘水稻叶色突变体,是水稻功能基因组学研究的重要遗传基础。方法 在昌恢121中发现了一份白条纹叶及抽穗期白穗突变体,经过连续多代自交能稳定遗传,暂命名为wlp6(white striped leaf and white panicle 6)。在南昌分早、中和晚3季播种wlp6与野生型种子,考查了中稻与晚稻的部分农艺性状;测定3叶期、分蘖期、抽穗期叶片及颖壳的叶绿素含量;通过电镜观察抽穗期叶肉细胞发育情况。在光照培养箱中进行温光敏感实验;将wlp6与昌恢121及02428正反交,观察F₁植株表型,对F₂分离群体进行卡方测验,分析突变体遗传规律;以wlp6/02428衍生的F₂群体为材料,利用BSA法进行基因定位。结果 wlp6自第1片叶到成熟,叶片均呈白条纹,抽穗期颖壳及枝梗失绿,高温天气穗转绿。突变体株高、有效穗数和每穗粒数在早稻季和中稻季均显著低于野生型,晚稻季wlp6的结实率和千粒重也显著低降低。叶绿素含量测定表明,wlp6叶片叶绿素含量在不同生育期及不同季均显著低于野生型,早稻和晚稻季种植的wlp6颖壳叶绿素含量也比野生型低。电镜观察抽穗期的叶肉细胞发现,wlp6叶绿体数目减少,体积变小,没有分化出明显的片层结构。温光敏感实验表明,突变体对光照强弱钝感,叶色受温度和日照长短影响,随着温度升高和日照时间变长突变体叶绿素含量有上升趋势。遗传分析表明,该性状受隐性核基因控制,利用wlp6/02428得到的616个F₂单株将WLP6定位于第6染色体短臂InDel标记R-7与R-8间,物理距离137 kb,此区间预测了21个候选基因。经候选基因分析及测序发现,其中LOC_Os06g14620编码一个核糖核酸还原酶小亚基,编码区第142和158位碱基由T替换为C,第288位插入了碱基A,碱基的插入导致翻译提前终止,因此推测LOC_Os06g14620是WLP6的候选基因。结论 LOC_Os06g14620是已经克隆的白条纹叶基因St1的候选基因,推测WLP6与St1等位,但突变位点不同,且表型也有差异。  相似文献   

水稻类病斑突变体wy3的鉴定和基因定位     

张宏根＃  王茂宇＃  张丽佳  胡雅  马佳琦  张翼帆  汤述翥  梁国华  顾铭洪 《中国水稻科学》2016,30(3):239-246

在粳稻品种武育粳3号栽培群体中获得一个类病斑突变体wy3。该突变体类病斑出现于苗期,分蘖期扩散至整张叶片,属于扩散型类病斑突变体。相比野生型,突变体wy3的株高明显降低,有效分蘖数减少,穗长、每穗粒数、结实率均显著降低。遮光处理表明,突变体wy3类病斑的产生受自然光诱导。台盼蓝染色结果表明,类病斑部位有大量的死亡细胞。突变体wy3的光合色素含量和净光合速率较野生型显著降低,SOD、POD、CAT活性和MDA含量均显著高于野生型。遗传分析表明突变体表型受单隐性核基因控制,采用BSA将该基因初步定位在第2染色体短臂端粒附近。采用F2群体中1099株类病斑单株将基因定位在标记W2-17和W2-18之间28kb的物理距离内。测序结果表明,突变体wy3中的LOC_Os02g02000编码区(CDS)第375位碱基C缺失,导致翻译提前终止,突变体中该候选基因为OsHPL3的一个新等位基因。  相似文献   

Fine Mapping and Cloning of Leafy Head Mutant Gene pla1-5 in Rice     

Gong-neng FENG  Chang-quan ZHANG  Dong-sheng ZHAO  Kong-zhi ZHU  Huai-zhou TU  Chen-wu XU  Qiao-quan LIU 《水稻科学》2013,20(5):329-335

We identified a leafy head mutant pla1-5 (plastochron 1-5) from the progeny of japonica rice cultivar Taipei 309 treated with ⁶⁰Co-γ ray irradiation. The pla1-5 mutant has a dwarf phenotype and small leaves. Compared with its wild type, pla1-5 has more leaves and fewer tillers, and it fails to produce normal panicles at the maturity stage. Genetic analysis showed that the pla1-5 phenotype is controlled by a single recessive nuclear gene. Using the map-based cloning strategy, we narrowed down the location of the target gene to a 58-kb region between simple sequence repeat markers CHR1027 and CHR1030 on the long arm of chromosome 10. The target gene cosegregated with molecular markers CHR1028 and CHR1029. There were five predicted genes in the mapped region. The results from sequencing analysis revealed that there was one base deletion in the first exon of LOC_Os10g26340 encoding cytochrome P450 CYP78A11 in the pla1-5 mutant, which might result in a downstream frame shift and premature termination. These results suggest that the P450 CYP78A11 gene is the candidate gene of PLA1-5.  相似文献   

水稻雌性败育基因FA的图位克隆     

吕凤唐倩莹王启明郑海尤世民柏文婷肖晏嘉赵志刚  万建民 《中国水稻科学》2018,32(6):519-528

目的 对水稻胚囊突变体的表型观察、遗传定位和基因克隆,将为研究植物生殖发育奠定理论基础。方法 从粳稻品种宁粳4号突变体库中筛选出一个雌性败育突变体female abortion(fa),对野生型和突变体不同发育时期的胚囊进行细胞学观察并统计胚囊类型。以突变体杂合型为母本,N22为父本构建定位群体,对该表型进行遗传分析,采用图位克隆方法精确定位目的基因。结果 表型分析显示,突变体雌蕊在外观上没有表现出差异,但成熟时植株完全不育。与野生型相比, 该突变体胚囊发育异常,不能形成七细胞八核胚囊结构,而且形成多种类型的异常胚囊。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因控制。我们将该基因初定位在第1染色体的分子标记L1和L3之间,通过扩大定位群体,最终将基因定位在分子标记L10和L11之间,物理距离为117 kb。测序分析发现该区间内LOC_{_}Os01g68870外显子上有一个单碱基替换,由胸腺嘧啶(T)替换成胞嘧啶(C),氨基酸由亮氨酸变为脯氨酸,从而导致该表型的出现。qRT-PCR结果显示,相对于OsMADS13、OsAPC6、OsTDL1A基因在突变体fa胚囊中表达量而言,OsDEES1基因在突变体fa胚囊中表达量变化最为显著,FA可能是OsDEES1的上游基因。亚细胞定位结果显示,该蛋白定位于质膜。结论 FA是多孢囊基因MULTIPLE SPOROCYTE 1(MSP1)的新等位基因。本研究进一步明确了该基因对于水稻胚囊发育的重要性,可为探明它所在的调控网络体系提供新的线索。  相似文献   

水稻无花粉型核雄性不育突变体whf41的鉴定与基因定位     

轩丹丹# 孙廉平#张沛沛  张迎信吴玮勋杨正福  占小登沈希宏曹立勇  程式华 《中国水稻科学》2017,31(3):247-256

【目的】水稻花药角质层和蜡质层是花粉囊发育重要的结构支撑和安全屏障。对花粉囊发育相关基因进行表型分析和遗传定位,为进一步克隆相关基因和分子机制研究提供基因资源和理论基础。【方法】从籼稻中恢8015辐射诱变(~60Co-γ)突变体库中分离鉴定出了一个无花粉型雄性不育突变体whf41。对野生型和突变体不同发育时期的花药进行半薄切片观察;并对其成熟期的花药进行扫描电镜观察。将突变体分别与中恢8015和02428杂交,构建BC_1F_1、F_1株系和BC_1F_2、F_2群体,对该表型进行遗传分析,采用图位克隆的方法精细定位目的基因。【结果】表型分析结果显示,whf41突变体的花药瘦小且呈透明乳白色,花药中不包含花粉粒细胞;半薄切片结果显示,突变体的小孢子无法形成正常的花粉外壁,绒毡层细胞异常膨大而不进行程序性死亡,最终膨胀的绒毡层和花粉细胞碎片逐渐融合并充满药室;扫描电镜结果进一步发现突变体花药内外壁均呈平滑状而缺乏脂类物质,花粉细胞逐渐破碎并降解。遗传分析表明,whf41突变体的无花粉型雄性不育性状受一对隐性核基因控制,我们将该基因精细定位于第3染色体短臂XD-5和XD-11两个标记之间,物理距离45.6 kb,其中包含9个开放阅读框。序列分析显示该区间内细胞色素P450基因LOC_Os03g07250的第4个外显子处存在1个单碱基替换和3个碱基的缺失,导致其翻译序列发生一个氨基酸的替换(天冬氨酸→甲硫氨酸)和一个氨基酸(缬氨酸)的缺失,致使其功能改变进而出现该表型。q RT-PCR检测结果表明,whf41突变体中CYP704B2和一系列花药脂质合成与转运相关基因的表达水平均发生了显著下调。【结论】根据本研究结果可推断,Os WHF41是CYP704B2的新等位基因,相关结果进一步明确CYP704B2在水稻花药脂质合成与花粉壁形成过程中的重要作用。  相似文献   

水稻脆秆突变体bc1-wu3的鉴定与基因克隆     

许作鹏仲崇元  张丽佳刘巧泉 《中国水稻科学》2017,31(2):157-165

【目的】茎秆机械强度与植株抗倒伏性直接相关。发掘脆秆突变体,克隆其相关基因有助于了解茎秆机械强度遗传机制,为抗倒伏育种提供理论依据。【方法】在经~(60)Co-γ诱变的粳稻品种武育粳3号后代群体中获得一个脆秆突变体,命名为bc1-wu3(brittle culm 1 from Wuyujing3),以突变体bc1-wu3为母本,Kasalath为父本构建相应的F_2分离群体,采用图位克隆的方法定位相应脆秆基因。【结果】与野生型相比,突变体的叶片、叶鞘、茎秆等组织在全生育期始终表现为脆性,易折断;穗长和粒长显著降低,粒宽显著增加。茎秆细胞细胞壁糖成分测定表明,细胞壁中纤维素含量极显著下降,而木糖、葡萄糖及阿拉伯糖含量则显著增加。茎秆切片观察发现突变体茎秆的厚壁细胞层数减少,厚壁细胞细胞壁极显著变薄。遗传分析表明,bc1-wu3脆性性状受1对隐性核基因控制。采用图位克隆的技术将该基因定位于第3染色体标记MK12与MK18之间,物理距离为57 kb,在此定位区段内包含1个已克隆的脆性基因BC1(LOC_Os03g30250)。测序结果表明,突变体bc1-wu3中BC1基因第2外显子内(CDS 659处)有1个碱基的替换(G-T),导致编码氨基酸由半胱氨酸变异为苯丙氨酸。实时荧光定量PCR结果表明,BC1基因在脆秆突变体bc1-wu3茎秆中的表达量显著降低。【结论】据此推断本研究中定位的脆秆基因bc1-wu3为BC1新等位基因。相关结果加深了对BC1基因功能的认识,有助于阐明水稻茎秆强度遗传机制。  相似文献   

水稻转录因子基因OsSHR2的表达特征及其在营养生长中的调控作用     

张占田  孙雅菲  艾昊  罗闻真  冯冰  孙文献  徐国华  孙淑斌 《中国水稻科学》2018,32(5):427-436

【目的】水稻OsSHR2(LOC_Os03g31880)基因为拟南芥AtSHR的同源基因,与OsSHR1、OsSCR1和OsSCR2 同属于水稻GRAS转录因子家族。已有研究报道,转录因子基因SHR和SCR共同调控植物根系、叶片的发育,并参与各项生命活动。本研究旨在阐明OsSHR2在水稻中的时空表达特征及其在营养生长中的调控作用。【方法】通过生物信息学分析、表达模式分析、萌发动力学分析和水培实验验证该基因的功能。【结果】生物信息学分析发现OsSHR2、OsSHR1、OsSCR1和OsSCR2与拟南芥和其他物种的SHR亚家族和SCR亚家族成员具有很高的序列一致性;表达模式和pOsSHR2::GUS材料染色分析发现,OsSHR2在整个生长发育过程中的根系、叶片、维管组织和生殖器官中表达强烈,并集中在根尖的中柱、侧根原基和叶片及茎维管组织的中心表达,在野生型的地上部和根系中,OsSHR2受缺磷影响下调表达;对获得的OsSHR2的CRISPR-Cas9突变体osshr2进行种子萌发实验和水培实验,发现与野生型相比,osshr2的萌发时间延后,萌发率降低,在正常供磷和缺磷处理下,osshr2的地上部和根系长度显著小于野生型。【结论】OsSHR2在地上部和根系的发育、维管组织形成以及营养与生殖生长中具有重要作用,这为今后OsSHR2在分子育种等领域的应用奠定理论基础。  相似文献   

水稻温敏转绿突变体osv15的鉴定和遗传分析     

齐岳翰  李瑞莉  王芳  刘洪家  易可可  朱诚 《中国水稻科学》2018,32(4):349-356

水稻黄绿叶突变体ygl11(t)的生理特性和基因克隆     

吴书俊  杨杰  闫影  张丽霞  范方军  朱金燕  李文奇  仲维功  曹黎明  王军 《中国水稻科学》2015,29(2):111-118

在水稻品种南粳41中发现了一个黄绿叶自然突变体,经过多代连续自交形成了稳定的突变系,命名为ygl11(t),ygl11(t)整个生育期叶片都表现为黄绿色。对苗期、分蘖盛期、齐穗期突变体和野生型的叶绿素含量进行测定,ygl11(t)的叶绿素含量是野生型的45.7%~74.7%,叶绿素a含量是野生型的55.2%~87.5%,叶绿素b含量是野生型的12.5%~25.3%,ygl11(t)的类胡萝卜素的含量是野生型的62.3%~97.0%。ygl11(t)在分蘖盛期的净光合速率显著高于野生型,花后10d,ygl11(t)的净光合速率比野生型略低。对突变体叶片中叶绿体的超微结构进行观察,发现突变体叶绿体内的类囊体基粒片层数目减少且严重扭曲变形。遗传分析表明,ygl11(t)叶色性状受1对隐性核基因控制。利用SSR分子标记将YGL11(t)初步定位在水稻第10染色体的长臂上,进一步利用新开发的InDel和CAPS标记将YGL11(t)定位在58.1kb的物理距离内。对该区段内存在的开放阅读框进行序列分析,发现突变体ygl11(t)中编码叶绿素a氧化酶(chlorophyll a oxygenase 1)基因(OsCAO 1)的第9个外显子存在2个碱基缺失,从而导致提前出现终止密码子,初步分析OsCAO1即为YGL11(t)的候选基因。  相似文献   

一个水稻黄绿叶突变体ygl10的遗传分析和基因定位   总被引：2，自引：1，他引：1  

杨海莲  刘敏  郭旻  李荣德  张宏根  严长杰 《中国水稻科学》2014,28(1):41-48

以籼稻93-11为背景的水稻突变体中发现一个黄绿叶突变体(yellow-green leaf,ygl10)。形态分析表明,与野生型93-11相比,ygl10突变体株高、穗长降低,结实率下降。叶绿素含量测定表明,ygl10突变体中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著降低,其中叶绿素b降幅最大,只有野生型的2%。叶绿体超微结构观察表明,突变体中类囊体和基粒片层数量明显减少。遗传分析结果表明,该黄绿叶突变体由一隐性核基因控制。进一步利用分子标记将ygl10定位在水稻第10染色体约380kb的区段内。对该区段内存在的ORF进行序列分析,发现编码叶绿素a氧化酶(chlorophyll a oxygenase)基因(OsCAO1)的第9个外显子存在5个碱基缺失,从而导致提前出现终止密码子,推测CAO1即为ygl10的候选基因。  相似文献   

水稻淡绿叶基因PGL11的鉴定与精细定位   总被引：1，自引：1，他引：0  

涂政军  #邹国兴  #黄李超陈龙代丽萍高易宏冷语佳朱丽张光恒胡江任德勇高振宇董国军陈光郭龙彪钱前  曾大力 《中国水稻科学》2017,31(5):489-499

【目的】叶片是水稻进行光合作用的主要场所,叶片颜色的变化与水稻的生长发育直接相关。发掘水稻叶色突变体,是水稻功能基因组学研究的重要遗传基础。【方法】利用EMS诱变日本晴获得一个能稳定遗传的淡绿叶突变体,暂命名为pgl11(pale green leaf 11)。在不同生育期测定野生型与突变体的叶绿素含量。在苗期,取野生型与突变体叶片进行叶绿体结构的透射电镜观察。在分蘖期,测定野生型与突变体的光合参数并观察气孔结构。在成熟期,测定野生型和pgl11的主要农艺性状。以pgl11为母本,南京6号为父本构建相应的F2群体,采用图位克隆的方法,对该基因进行定位。【结果】从苗期开始,突变体pgl11的每一片新叶均表现为淡绿色,叶绿素含量显著降低,叶绿体发育异常。随着叶片的生长,叶色由淡绿逐渐转绿,至抽穗期时叶绿素含量亦无明显差异。pgl11还表现光合速率、气孔导度明显下降,胞间CO_2浓度上升。扫描电镜观察发现,突变体pgl11的气孔发育异常。与野生型相比,突变体的农艺性状如株高、剑叶宽、二次枝梗数、每穗粒数、粒长、粒宽、千粒重以及结实率等均显著降低。对叶绿素合成、光合作用以及质体发育相关基因的表达量测定表明,突变体pgl11中参与叶绿体转录和翻译相关基因的表达量显著升高,而叶绿素合成和光合作用相关基因的表达量显著下降。遗传分析表明,该突变表型受一对隐性核基因控制。通过图位克隆的方法将该基因定位于第1染色体上的C6和C8标记之间,物理距离约为110 kb。【结论】该定位区间内未见有叶色相关基因报道,推测PGL11基因可能是一个新的水稻叶色基因。  相似文献   

Effects of Phosphate Starvation Responses Gene OsSQD2.1 on Growth in Rice     

LIU Lu  XU Chuanshan  SUN Yafei  HU Zhi  AI Hao  LIU Xiuli  WANG Xiaowen  SUN Shubin 《中国水稻科学》1986,34(3):237-244

【Objective】This work aims at confirming the effects of gene OsSQD2.1, involved in phosphate starvation responses on rice growth so as to reveal its function. 【Method】The bioinformatics method was used to determine the OsSQD2.1 gene and its protein structure and the cis-acting elements on the OsSQD2.1 promoter. The expression of OsSQD2.1 under different deficiency conditions was measured by real-time PCR. For an insight into the effects of OsSQD2.1 on the growth and photosynthesis of transgenic plants, we determined the phenotype, phosphorus content and net photosynthetic rate of DNA insertion mutants and silencing interfering materials at different growth stages. 【Result】The coding region of the OsSQD2.1 gene is 3548 bp in length and it is located on chromosome 1, with 11 exons and 10 introns. OsSQD2.1 belongs to the glycosyltransferase family; OsSQD2.1 promoter contains multiple reported cis-acting elements responsive to phosphorus deficiency; OsSQD2.1 was induced by phosphorus deficiency and inhibited by sulfur deficiency. Compared with the wild type, the shoot length and primary root length during the vegetative growth period in the mutant or silencing materials were significantly lower than the wild type. During the reproductive growth, the plant height as well as 1000-grain weight of the mutant or silencing material was significantly lower than that of wild type, and there was no significant difference in seed setting rate; The total phosphorus contents in the leaves were not significantly different in the wild type under the phosphorus deficiency condition. In addition, the net photosynthetic rate of the seedling and mature mutants was significantly lower than that of the wild type, and it was presumed that OsSQD2.1 affected the net photosynthetic rate of rice. 【Conclusion】The results confirm that OsSQD2.1 is phosphorus deficiency-responsive and affects rice growth.  相似文献   

水稻脆秆突变体bc16的鉴定和基因精细定位   总被引：1，自引：1，他引：0  

舒亚洲  曾冬冬  秦冉  金晓丽  郑希  石春海 《中国水稻科学》2016,30(4):345-355

脆秆突变体是一类研究植物机械强度的重要材料。利用EMS(甲基磺酸乙酯)诱变粳稻品种日本晴,筛选获得一个脆秆突变体,命名为bc16(brittle culm16)。与野生型植株相比,bc16茎秆、叶片和根明显变脆,而株高、穗粒数降低,穗长和主根长变短。茎秆细胞壁成分分析表明,bc16纤维素含量显著低于野生型植株,半纤维素含量则显著增加,而木质素含量差异不显著。突变体bc16薄壁细胞形状无规则、排列紊乱,表皮层下厚壁细胞次生壁和薄壁细胞壁变薄。遗传分析表明bc16突变体由隐性单基因控制,位于水稻第2染色体长臂端InDel标记2-F和2-H间66.6kb的区间内。该区间共有7个候选基因,其中Os02g0738900是bc3脆秆基因的等位基因。测序结果表明,bc16突变体中的Os02g0738900基因从ATG开始第5113位,在第13内含子近末端发生了T→A的置换,导致转录过程中该内含子末端6个核苷酸被剪切到mRNA中,最终导致翻译提前终止。实时荧光定量PCR结果表明Os02g0738900基因在bc16脆秆突变体根、茎、叶中的表达量降低。bc16基因可能通过调控厚壁组织次生细胞壁和薄壁细胞初生壁的合成来影响水稻茎秆机械强度。  相似文献   

水稻茎秆螺旋突变体ts-ta的鉴定及其遗传分析     

汪得凯  傅亚萍  胡国成  斯华敏  孙宗修 《中国水稻科学》2005,19(5):393-398

 从6000个水稻T DNA插入突变体库中筛选到1个苗期茎秆呈螺旋生长，成株期株型松散，植株矮化，抽穗延迟的突变体ts ta。取突变体弯曲的叶鞘做石蜡切片发现，突变体弯曲的叶鞘周围表皮细胞完整，但两侧细胞的大小不同。弯曲内侧细胞小，排列紧密，外侧细胞较内侧大。T1 、T2及回交结果表明，该突变体能稳定遗传且受一对隐性单基因控制，共分离分析表明该突变性状不是由于T DNA插入引起的，因此不能通过T DNA 标签法克隆该基因。  相似文献   

水稻雄性不育突变体gamyb5的鉴定与基因定位     

杨正福  张迎信  孙廉平  张沛沛  轩丹丹  刘嶺  胡霞  李紫荷  占小登  吴玮勋  曹立勇  程式华 《中国水稻科学》2016,30(2):143-151

在⁶⁰Co-γ射线辐射诱变籼稻中恢8015的突变体库内发现了一个无花粉型雄性不育突变体gamyb5。gamyb5 的株型、株高、分蘖数等农艺性状与野生型中恢8015无差异,而其花药细长且呈白色半透明状,花药中无花粉粒。花药半薄切片观察结果表明,gamyb5的小孢子母细胞减数分裂异常,没有形成正常的四分体和小孢子,并且绒毡层异常伸长,细胞程序性死亡延迟。对以gamyb5 为母本,与野生型中恢8015 和广亲和粳稻品种02428分别配制的杂交组合遗传分析表明,gamyb5 突变性状受一个隐性核基因控制。利用gamyb5 和02428 杂交的F₂定位群体,最终将突变基因精细定位于第1染色体长臂的ZF-29和ZF-31两个标记之间,物理距离约16.9 kb。对该区域内2个完整的开放阅读框测序分析发现,编码受赤霉素诱导的MYB转录因子基因LOC_Os01g0812000的第2外显子存在8个碱基的缺失,导致翻译提前终止。qRT-PCR检测到影响花药发育的调控因子UDT1、TDR、CYP703A3和CYP704B2的表达量在突变体中比野生型中极显著降低。进一步证明GAMYB在花药减数分裂和绒毡层细胞程序性死亡过程中起关键作用。  相似文献   

水稻雄性核不育突变体ms7的遗传分析及基因定位     

杨晋宇  白琛  丁小惠  申红芳  王磊  应杰政  鄂志国 《中国水稻科学》2022,36(1):27-34

【目的】通过对水稻雄性不育突变体的研究,可以鉴定更多与育性或花粉发育相关的基因,有助于解析水稻雄性生殖发育的整个调控网络。【方法】常规种植条件下,突变体ms7 (male sterile 7)与对照种植于浙江富阳和海南陵水,比较它们的育性及主要农艺性状差异,利用混池关联分析和图位克隆方法进行目标基因定位。【结果】整个生育期,突变体ms7生长速率与野生型一致,成熟期的株高、分蘖数、叶数、叶大小、穗长和每穗颖花数等性状与野生型相比也没有显著差异,但ms7结实率为0,表现为完全雄性不育,花药瘦小且颜色发白,半薄切片显示绒毡层降解推迟,花粉镜检呈染败。遗传分析表明花粉败育受单个隐性基因控制,定位于第7染色体上BSA11与YD7045之间1.17 Mb的范围内。【结论】本研究为水稻雄性不育基因ms7的克隆和功能研究打下了基础。  相似文献   

K-Domain Splicing Factor OsMADS1 Regulates Open Hull Male Sterility in Rice     

Lian-ping Sun  Ying-xin Zhang  Pei-pei Zhang  Zheng-fu Yang  Xiao-deng Zhan  Xi-hong Shen  Zhen-hua Zhang  Xia Hu  Dan-dan Xuan  Wei-xun Wu  Zi-he Li  Li-yong Cao  Shi-hua Cheng 《水稻科学》2015,22(5):207

We identified the rice floral organ development mutant, termed as open hull and male sterile 1(ohms1), from the progeny of the indica restorer line Zhonghui 8015 treated with 60 Co γ-ray irradiation. The ohms1 mutant exhibited an open hull and lemma- and palea-like structure conversion between the anthers and stigma, which resulted in the ohms1 mutant spikelet showing ‘tridentate lemma'. The ohms1 mutant was entirely sterile but had 60%–70% fertile pollen. Genetic analysis and gene mapping showed that ohms1 was controlled by a single recessive gene, and the mutant gene was fine-mapped to a 42-kb interval on the short arm of chromosome 3 between markers KY2 and KY29. Sequence analysis of the four open reading frames in this region revealed that the mutant carried a single nucleotide transformation(A to G) at the last base of the fifth intron, which was likely corresponded to ohms1 phynotype, in an MIKC type MADS-box gene OsMADS1(LOC_Os03g11614). Enzyme digestion and c DNA sequencing further indicated that the variable splicing was responsible for the deletion of the sixth exon in ohms1, but no structural changes in the MADS domain or amino acid frame shifts appeared. Additionally, real-time fluorescent quantitative PCR analysis showed that the OsMADS1 expression level decreased significantly in the ohms1 mutant. The expression levels of rice flowering factors and floral glume development-related genes also changed significantly. These results demonstrate that OsMADS1 may play an important role in rice floral organ development, particularly in floral glume development and floret primordium differentiation.  相似文献