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【目的】研究水稻卷叶突变体叶形变化的分子机理,鉴定出新的水稻卷叶基因。【方法】利用EMS诱变籼稻品种浙农34,获得一个窄卷叶突变体,命名为nrl4(narrow and rolling leaf 4)。在抽穗期随机选取野生型浙农34和nrl4各10株,对其进行表型观察和主要农艺性状调查等,并测定叶绿素含量;同时用Zeiss荧光显微镜观察剑叶中部叶片横切面维管束的数目并统计泡状细胞数量。以多代自交稳定的突变体nrl4为母本与野生型浙农34杂交,观察植物F_1和F_2叶片表型,统计F_2中性状分离比并作卡方测验,分析突变表型的遗传行为。利用nrl4与粳稻品种浙农大104杂交,采用F_2分离群体进行基因精细定位。利用定量表达对定位区间内5个预测的基因进行相对表达量的分析。【结果】与野生型相比,窄卷叶突变体nrl4抽穗期时全部叶片卷曲且变窄、叶绿素含量升高;株高稍有增加,结实率增大,籽粒明显变长、变窄。窄卷叶突变体nrl4功能叶夹角不同程度减小,叶形更为直立。突变体叶近轴表面特有的泡状细胞数目降低、体积变小,导致叶片向内卷曲。突变体nrl4的叶脉数减少,叶片变窄,中脉一侧2个大维管束之间的小维管束平均为4.5个,而野生型为6.0个。遗传分析表明,突变体nrl4和浙农34杂交的F_1表型正常,F_2群体中正常植株与窄卷叶突变植株的分离比符合3﹕1,表明突变体nrl4的突变性状受1对隐性核基因控制;利用SSR和In Del分子标记将nrl4定位在水稻第3染色体长臂3M11103和3M1115之间、物理距离约为53 kb的区间。在这一区间内,有5个预测注释基因,序列比对和表达分析表明在野生型浙农34和突变体nrl4之间,这些基因序列及启动子序列均未发生变化,但是LOC_Os03g19770在突变体叶片中的表达量显著增加。【结论】nrl4叶片变窄与维管束数目减少有关,叶片发生内卷与泡状细胞数目减少、体积变小有关。水稻窄卷叶突变体nrl4的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第3染色体In Del标记3M11103和3M1115物理距离约为53 kb的区间内,预测区间内基因序列及5′UTR区未发现碱基变异,但LOC_Os03g19770在突变体叶片中的表达量达到了野生型植株叶片的17.5倍,推测LOC_Os03g19770为候选基因。 相似文献
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叶片是绿豆最重要的光合作用场所,其形态结构影响光合作用、群体结构和产量。筛选和鉴定绿豆叶形突变体材料,为探究叶片发育的分子调控机理和叶形遗传改良奠定基础。在皖科绿3号EMS(Ethyl methyl sulphonate)诱变突变体库中鉴定出1个窄叶突变体vrnl9,并对该突变体进行表型鉴定、基因定位和转录组分析。表型分析发现,窄叶突变体vrnl9叶片宽较野生型皖科绿3号显著减小,叶面积和叶柄长也显著缩减;突变体主茎退化,生育期延长10 d。在突变位点的定位中,本研究利用苏绿16-10与突变体vrnl9杂交构建的F2群体进行遗传分析和基因精细定位。结果表明,窄叶突变体vrnl9的窄叶表型受单个隐性核基因控制(χ2=1.40)。BSA测序分析将突变位点定位在第9染色体上0～3.1 Mb的区间内,结合图位克隆的方法,本研究将窄叶基因vrnl9定位在标记NL-15和NL-28之间354.6 kb的区间内。转录组学分析发现,与野生型皖科绿3号相比,突变体vrnl9中有182个基因的表达量发生显著改变,其中86个上调、96个下调。KEGG分析结果表明,... 相似文献
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为解析高粱窄叶的分子调控机制，挖掘影响高粱叶片发育的关键差异表达基因。利用0.1%EMS化学诱变野生型BTX623获得高粱窄叶突变体nal1(narrow leaf1)，以野生型植株BTX623和窄叶突变体nal1为材料，对不同发育时期的叶片长、叶片宽、株高、穗长等性状进行表型分析。结果表明：与野生型BTX623的叶片相比，2叶1心时，窄叶突变体nal1的叶片开始变窄；开花期植株和成熟期植株叶片宽和叶片长差异极显著；成熟期窄叶突变体nal1穗较松散，但植株株高差异不显著。开花期剑叶转录组分析结果表明：高粱窄叶突变体nal1和野生型BTX623开花期剑叶共筛选到差异表达基因1 520个，通过KEGG、GO富集分析得出，功能注释基因显著富集在植物激素信号转导、玉米素生物合成、光合作用天线蛋白、次级代谢产物生物合成等通路上；进一步研究发现参与调控生长素和玉米素信号转导的差异表达基因有17个，参与调控玉米素生物合成的差异表达基因为7个，这些基因在窄叶突变体nal1中差异表达，直接影响生长素、玉米素的信号转导和玉米素的生物合成。因此推测突变体nal1通过调节生长素、玉米素的信号转导和玉米素的生物... 相似文献
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[目的]水稻白条纹叶突变体是一种可利用的种质资源。通过对突变基因的定位,可将白条纹叶性状作为一种隐性标记导入到不育系中,在保证杂交种纯度方面有着非常广阔的应用前景。[方法]从籼稻品种‘93-11’的化学诱变突变体库中发现1个水稻白条纹叶突变体white striped leaf7(wsl7)。利用wsl7与‘02428’杂交构建F2群体进行遗传分析及基因定位。[结果]与野生型相比,突变体wsl7在幼苗期表现出叶片白条纹的表型且光合色素含量较野生型极显著下降,以3叶期最明显。5叶期以后叶片开始由下向上转绿。低温处理条件下,wsl7白条纹叶表型较正常温度处理更为显著。透射电镜观察发现,突变体叶绿体观察不到明显的类囊体片层且出现大量空泡状结构。遗传分析表明,该突变性状受单隐性核基因控制。利用混合群体分离分析法(BSA)将该基因初步定位于第6号染色体上。进一步通过开发分子标记和扩大群体进行精细定位,将基因缩小到72.3 kb。经测序发现wsl7突变体中1个编码线粒体载体蛋白基因的3个外显子发生单碱基缺失,导致编码蛋白翻译提前终止。[结论]水稻突变体wsl7的白条纹叶性状由6号染色体上的1个编码线粒体载体蛋白基因突变所致。 相似文献
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在粳稻品种武香粳9号来源的转基因后代中发现一份窄叶突变体,在整个生育期表现为叶片变窄且内卷,植株矮化。遗传分析表明,该窄叶性状受一对隐性核基因控制。以突变体和南京11杂交获得的F2为定位群体,利用分子标记进行基因定位,将窄叶基因定位在第12染色体长臂的SSR标记CHR1220和CHR1216之间,物理距离约为1.44Mb,与标记CHR1217共分离。定位区段与nal3和nal3(t)等窄叶基因所在的染色体区域相同,故将所定位基因暂定名为nal3-t。这为进一步克隆该基因打下了基础。 相似文献
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【目的】对环境诱导卷叶突变体开展生理学特性分析,并对候选的突变基因开展初步定位,为下一步的基因克隆与功能分析提供研究基础。【方法】用60Coγ射线诱变粳稻品种日本晴（Nipponbare）种子,发现了一份叶片在晴朗天的正午时分高度内卷的突变体,命名为rl15(t)（rolled leaf 15）。通过田间种植鉴定,对该突变体进行表型观察及主要农艺性状调查。采用不同温度和相对湿度处理rl15(t)和野生型,以揭示影响突变体叶片卷曲的环境因素。试验设置3个处理温度（24℃、29℃、34℃）和2个相对湿度（RH=60%或95%）,在人工气候箱处理抽穗期的rl15(t)和野生型,以处理1.5 h后的剑叶测定叶片卷曲度（RLI）。自清晨6:00时至下午18:00时,每隔2 h用便携式气体交换系统Li-6400测定rl15(t)和野生型剑叶的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）等指标,同时用WP4露点水势仪测定剑叶的叶片水势,分析并比较突变体和野生型的上述生理表现的异同。将rl15(t)与野生型日本晴杂交,观察F1植株和F2群体的叶片表型,对F2表型分离进行χ2测验,分析突变体的遗传行为。以rl15(t)×珍汕97B的F2群体为材料,利用BSA法对候选基因进行定位。【结果】与野生型亲本日本晴相比,rl15(t)突变体植株变矮、分蘖减少、穗长变短、籽粒变小、生育期延迟;rl15(t)突变体叶片短窄且在阴雨天气或晴天的清晨和黄昏时表现为正常的平展或轻微内卷,但在晴朗天的正午时分表现高度内卷。温度和湿度梯度处理试验表明,rl15(t)突变体叶片卷曲行为受环境诱导,湿度是诱导突变体叶片卷曲的主要因素,高温可促进该表型的表现。rl15(t)突变体剑叶的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等光合参数以及叶片水势在清晨和黄昏同野生型亲本较接近,但在正午时分均显著低于野生型;而rl15(t)突变体剑叶的水分利用效率（WUE）在清晨、正午时分和黄昏与野生型接近,但在其他时段显著高于野生型。rl15(t)与野生型亲本日本晴的F1表现叶片正常的平展,F2群体中平展叶与卷叶表型株符合3﹕1分离比,表明rl15(t)突变体的卷叶突变性状受1对隐性核基因控制。RL15(t)初步定位于水稻第10染色体长臂端SSR标记RM25302和RM25343之间,与两标记的遗传距离分别为0.8和2.0 cM。【结论】突变体rl15(t)的卷叶表型是受环境诱导的,候选基因定位于SSR标记RM25302和RM25343之间,该区段内未见同类表型基因的报道,推测RL15(t)可能是一个新的卷叶调控基因。 相似文献
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重离子诱发的2个水稻突变体表型鉴定及遗传分析 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】明确2个水稻突变体的表型特征与遗传方式。【方法】通过重离子诱变野生型籼稻种质BBS,从其M2代中筛选出2个突变体,分别命名为m2和m3。通过表型观察和性状比较,对突变体材料进行鉴定;构建了粳稻种质02428(父本)与m2、m3的F_2群体,并进行遗传分析。【结果】与野生型BBS相比,m2全生育期叶宽极显著变窄且内卷;m2剑叶、倒2叶和倒3叶的卷曲度分别为22.30%、38.15%和28.84%,与野生型BBS差异达到极显著水平;m2表现出高度不育。早季播种后第54天、晚季播种后第30天,m3从主茎新叶叶梢开始枯萎,整个叶枯表型持续25 d左右,之后新长出的叶片恢复正常;m3主穗质量和主穗粒数极显著下降,其他农艺性状与野生型BBS无显著差异。遗传分析结果表明,m2/02428的F_2群体剑叶宽的频率分布符合正态分布,m3/02428的F_2群体中正常个体与叶片枯萎个体的分离比符合3∶1的理论比值。【结论】m2为窄叶突变体,其窄叶性状受多个基因控制;m3为叶片枯萎突变体,其突变性状受1对隐性核基因控制。 相似文献
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花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，因其良好的抗氧化功能，也是重要保健化合物，因此发掘玉米花青素分子代谢途径有重要价值。试验对玉米紫色叶突变体zmpl-1进行了表型分析、叶片花青素含量测定、遗传和重测序BSA-seq基因定位分析。结果表明，紫色叶性状在老叶中更严重；突变体紫叶中花青素含量较野生型大幅提高；紫色叶性状可能受3个隐性基因共同调控；重测序BSA-seq定位将该紫色叶性状控制基因定位在4条染色体上207.3 Mb的区间内，包括染色体第2条、第10条、第3条以及第5条。该研究为解析玉米花青素形成分子机制提供了参考。 相似文献
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《南京农业大学学报》2020,(3)
[目的]本研究旨在对水稻叶片淀粉累积早衰突变体pls5进行表型分析及基因定位,探讨水稻叶片早衰的分子机制。[方法]对pls5突变体进行田间农艺性状调查和光合速率测定;于抽穗期对倒2叶(无明显早衰表型)、倒3叶(出现早衰)和倒4叶(严重早衰表型)进行色素和活性氧含量测定,观察叶绿体超微结构;利用Real-time PCR对淀粉代谢和衰老相关基因进行表达分析,以及候选基因的图位克隆与测序。[结果]pls5突变体早期大田生长正常,早衰表型始于分蘖后期,至乳熟期所有叶片衰老。与野生型相比,pls5突变体色素含量和净光合速率极显著降低,同时每穗总粒数、结实率和千粒质量显著下降。倒3叶叶绿体中积累大量的淀粉粒,类囊体片层由于淀粉粒的大量积累被挤压到细胞膜周围;倒4叶叶绿体中积累大量嗜锇体,类囊体片层解体。同时,pls5中淀粉代谢和衰老相关基因的表达显著上调,活性氧积累。遗传分析表明,pls5的突变表型是由隐性单基因突变引起的;利用图位克隆将目标基因定位在第5染色体的长臂标记P7和P4之间,物理距离154 kb,共18个ORF;对区间内已报道基因ES5(Os05g0554400)测序,发现在第11个外显子存在437 bp的插入,导致移码突变翻译提前终止,推测其为候选基因。[结论]pls5是早衰突变体es5的等位变异,在衰老叶片中存在淀粉累积,这些有利于进一步理解叶片早衰的内在机制。 相似文献
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水稻微效恢复基因与不育系选育研究 总被引：7，自引：0，他引：7
以l228个品种与V4lA测交F1的花粉育性为依据，划分品种恢保类型及系谱分析；验证生产上应用的和成型不育系的育性动态变化；确定保持系细胞核中r基因效应；用4个配组模式选育保持系转育新不育系，探讨淘汰技术方法，实践总结认为：(1)我国南方矮仔占衍生的大量籼稻品种含有r基因，与不育系测交F1出现黑染花粉率在0．1％-l0％之间，但这些品种遗传基础丰富，是选育不育系的重要种质资源；(2)r基因干扰育性遗传，表现在不育系出现花粉嵌合现象，不育系出现嵌合花粉囊越多说明保持系细胞核中含r基因数量越多；(3)要选育遗传性稳定的不育系，首先要选育好的保持系；(4)保持系细胞核中r基因的淘汰关键世代是在保持系F2-F5，不育系的B1F1-B4F1。 相似文献
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一个水稻早衰突变体基因的精细定位 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】对水稻叶片早衰突变体W330进行遗传分析及精细定位,获得控制突变表型的基因。【方法】用60Co-γ辐射诱变籼型水稻恢复系中恢8015,从突变体库获得一份叶片早衰突变体W330。对该突变体进行表型观察和主要农艺性状调查。利用多代自交稳定的突变体W330与粳稻品种02428杂交,观察F1和 F2的表型,并统计F2群体中早衰突变表型与正常野生型的分离情况,分析该突变表型的遗传行为。利用构建的F2群体进行精细定位和候选基因分析,然后对候选基因进行DNA测序、酶切分析、表达分析、酶活测定及进化分析。【结果】突变体W330从三叶期开始出现叶片衰老,直至抽穗期及黄熟期。与野生型相比,突变体W330株高变矮、分蘖减少、叶片变窄、抽穗期不变、每株有效穗数、每穗着粒数和结实率亦显著降低。W330与02418杂交的F1表现正常,F2群体中正常植株与早衰突变植株的分离比符合3﹕1,表明突变体W330的突变性状受1对隐性核基因控制。利用F2定位群体及SSR、Indel标记,最终将目标基因定位在第3染色体短臂上2个分子标记CD-5与CD-7之间,物理距离约为21.5 kb。基因预测表明该区域共有4个完整的ORFs。其中,LOC_Os03g0131200编码一个过氧化氢酶OsCATC,基因组序列分析表明,W330突变体中的该基因从ATG开始第109位,在第一个内含子的末位发生了一个C到G的颠换,造成第一个内含子没有剪切,最终导致翻译提前终止,酶切试验验证了这一突变位点。与野生型亲本中恢8015相比,W330突变体在三叶期叶片中的过氧化氢酶的活力下降了47.8%,而过氧化氢含量上升了2.7倍。由此,推定W330与OsCATC等位。系统进化分析发现,OsCATC与水稻中同源的过氧化氢酶不在同一进化分支上。实时荧光定量PCR发现,与其野生型相比,突变体W330叶片中的OsCATA和OsCATB的表达量显著上升,而OsCATC的表达量没有明显的变化。推测,这3个高度同源的基因在水稻体内可能存在互补机制。【结论】W330突变体基因是已报道的过氧化氢酶基因OsCATC的等位基因。W330突变体在第一个内含子上发生的一个点突变造成可变剪切的发生,使得水稻一个过氧化氢酶失活,导致突变体W330突变表型的出现。 相似文献
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[目的]定位和分析水稻窄叶突变体基因,为水稻叶片发育调控及株型育种提供参考依据.[方法]用甲基磺酸乙酯(EMS)诱导泸恢17,获得稳定的窄叶突变体(Narrow leaf 11,nal11),调查其与野生型泸恢17抽穗期功能叶的长和宽、分蘖数及成熟期株高.对nal11和绵恢727正反交获得的F2代进行遗传分析及基因定位.[结果]nal11抽穗期剑叶、倒2叶和倒3叶的宽度与野生型泸恢17存在显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)差异,分别为野生型泸恢17的60.7%、57.9%和75.8%,但长度无显著差异(P>0.05);nal11株高为野生型泸恢17的90.3%,存在显著差异;nal11分蘖数极显著增加,为野生型的150.0%.nal11和绵恢727正反交后,F1代均表现正常叶宽,F2代叶宽发生性状分离,正常叶宽与窄叶植株数比例经χ2检验均符合3:1,表明nal11是受核单基因控制的隐性突变.利用SSR标记将nal11定位在水稻第4号染色体RM7290和RM16720标记之间约322 kb范围内,其与2个标记的遗传距离均为0.8 cM,覆盖了32.236 kb的物理区域,在定位区域内有5个注释基因,即Os04g26834、Os04g26850、Os04g26870、Os04g26880和Os04g26841,其序列与前人克隆的窄叶基因无重复.[结论]获得一个新的水稻窄叶突变体(nal11),其窄叶性状由1个隐性核基因控制,定位于水稻第4号染色体RM7290和RM16720标记之间,对功能叶、株高和分蘖数的表型有明显影响. 相似文献
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窄叶突变体的遗传分析,为其基因定位和水稻株型育种提供参考。经甲基磺酸乙酯诱导泸恢17获得的窄叶突变体(nal 11),分别与绵恢727、R30和辐恢838等3个亲本正反交,构建F2群体,考察抽穗期nal 11和绵恢727功能叶的叶宽和叶长,并进行nal 11遗传分析。结果表明:nal 11剑叶长度比杂交亲本绵恢727略短,差异显著,其倒二叶和倒三叶长度则与亲本无差异;该突变体3片功能叶宽度分别仅为绵恢727的63%、61%和79%,明显窄;该突变体与3个杂交亲本正反交,F_1叶片均表现正常宽度,6个F2群体均发生性状分离,正常和窄叶植株比例均符合3:1,说明nal 11是细胞核单基因隐性突变,研究结果为其定位奠定基础。 相似文献
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水稻黄绿叶突变体ygl13的鉴定及候选基因分析 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】对水稻黄绿叶突变体ygl13 (yellow-green leaf 13 )进行表型鉴定和候选基因检测,以便了解水稻叶色形成和调控的分子机制。【方法】经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变籼稻恢复系缙恢10号（Jinhui 10）,从中筛选出1份遗传稳定的黄绿叶突变体命名为ygl13,对突变体的表型进行系统观察,调查其成熟期的主要农艺性状,分别测定野生型和突变体苗期和孕穗期的叶片光合色素含量,同时利用透射电镜观察野生型和突变体ygl13的叶肉细胞及叶绿体结构。将表型正常的不育系西农1A与突变体ygl13杂交,根据F1和F2群体的性状表现与分离情况,分析该突变性状的遗传行为,并以F2作为基因定位群体,对突变体ygl13进行候选基因遴选和突变位点测序验证。【结果】突变体ygl13的植株叶片在整个生育期均呈现黄绿色,与野生型缙恢10号相比,突变体ygl13苗期和孕穗期叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著降低。透射电镜观察结果显示,与野生型相比,突变体ygl13叶绿体结构异常,基质片层减少退化,类囊体片层减少,不规则的散乱分布。农艺性状调查结果表明,突变体ygl13穗总粒数增加了26.06%,株高和结实率分别降低了12.33%和18.82%,但穗长、有效穗、穗实粒数和千粒重无显著差异。F2群体正常叶色的植株数与黄绿叶植株数分离比经χ2测验符合3﹕1分离比例（χ2=2.35＜χ20.05=3.84）,表明ygl13的黄绿叶性状由1对隐性核基因控制。YGL13被定位于第8染色体短臂InDel标记ID43和ID69之间,遗传距离分别为4.0和0.5 cM,区间物理距离约为318 kb,共有52个基因。经测序比对分析发现,ygl13突变体在OsSIG1编码区的第1 005个碱基G突变为碱基A（位于第三外显子）,造成编码色氨酸（Trp或W）的密码子突变为终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,则该基因编码520个氨基酸的蛋白质突变为334个氨基酸的截短蛋白。qRT-PCR结果表明,突变体ygl13部分光合色素代谢途径和光系统相关基因表达紊乱。【结论】水稻突变体ygl13的黄绿叶性状由1对隐性核基因控制,该基因与已报道的水稻质体σ因子OsSIG1为等位基因。 相似文献
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用自然产生的粳稻白叶突变体6108及其衍生品系和绿叶品种杂交，F1均表现为绿色，说明白叶突变性状为核隐性遗传。F2，BF1中出现绿叶和白叶的分离，10个F2代组合绿叶植株：白叶植株的分离符合3：1的分离比，3个BF1组合的分离比符合1：1的分离比，说明粳稻6108白叶突变体受一对隐性基因控制。利用该白叶突变体选育粳稻并转成的“三系”不育系配制的杂种，可在苗期有效去除自交不育株，为杂交粳稻的去杂提供了新的途径。 相似文献
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扬稻6号是目前两系杂交籼稻生产中应用面积最大的恢复系,通过"实践八号"育种专用卫星搭载扬稻6号进行航天诱变,筛选出一个光温敏雄性核不育系扬稻6号S。以扬稻6号S与井冈旱稻1号杂交并回交的F2及BC2F2为定位群体进行不育基因的遗传分析。结果表明:扬稻6号S不育性受1对隐性不育基因(暂命名为ptgms2-2)调控,该不育基因被定位于第2染色体标记InDel 2-4085和InDel 2-5846之间,物理距离为200kb。对候选基因进行测序分析,发现在开放阅读框内起始密码子下游70~71bp处存在差异,扬稻6号为GC,扬稻6号S为TA,2个碱基突变导致密码子由GCG变为终止密码子TAG。 相似文献
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【目的】对雄性不育突变体802A进行表型鉴定和遗传分析,并对不育突变基因进行分子标记定位。【方法】调查802A突变体的花粉育性、形态特征和主要农艺性状,同时对其不育性状进行遗传分析,并以802A/Ⅱ-32B F2和802A/02428 F2为定位群体,运用SSR、InDel等分子标记进行基因定位。【结果】802A突变体的花药瘦小、干瘪、不开裂,外观呈乳白色,花粉以典败为主,属于普通雄性不育类型。同时,该突变体还表现颖壳变细、扭曲,剑叶变短、变窄、内卷,穗颈包颈等特征。遗传分析表明,802A的雄性不育性状由1对隐性核基因控制。该不育突变基因定位于第3染色体长臂的SSR引物RM3513附近,InDel标记S2和S5之间,该基因与这2个InDel标记的遗传距离分别为0.6和0.3 cM,并且与InDel标记S3和S4在167株F2不育单株中共分离。【结论】通过与迄今已报道的水稻雄性不育基因比较,认为802A所携带的突变基因是一个新的水稻隐性核不育基因,暂命名为ms92(t)。 相似文献