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水稻巨大胚突变体N2-52垩白形成机制研究

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[目的]本文旨在通过对水稻巨大胚突变体进行表型分析和基因图位克隆,阐明垩白形成的分子机制.[方法]以粳稻品种'宁粳2号'及其巨大胚乳突变体N2-52为材料,分析野生型和突变体的农艺性状和籽粒的理化特性,观察N2-52垩白区域的造粉体发育和淀粉颗粒形态;构建N2-52与籼稻品种'N22'杂交的F2群体,进行突变基因的图位克隆;利用蛋白免疫印迹测定淀粉合成相关酶在发育中种子、成熟种子及其垩白部分的蛋白积累量;测定蔗糖合酶的酶活性.[结果]突变体N2-52籽粒表现为巨大胚、高垩白,其结实率、千粒重极显著低于野生型,粒厚、脂肪含量显著低于野生型,株高、垩白粒率、直链淀粉含量极显著高于野生型.扫描电镜观察表明,N2-52垩白部分淀粉颗粒呈疏松的不规则排列,半薄切片也证实该部分造粉体分布疏松,且胚乳细胞内存在空泡.RVA(rapid visco analyzer)和尿素膨胀试验表明,N2-52的淀粉理化性质发生改变.突变基因被定位于第7染色体短臂的1个42 kb的区域内,测序结果表明该区域中只有1个已知基因Os07g0603700发生突变.Western blot结果显示,淀粉合成相关酶在垩白部分的蛋白积累量发生变化.N2-52的蔗糖合酶活性显著高于野生型.[结论]Os07g0603700基因的突变影响淀粉合成相关基因的表达,对淀粉的合成产生重要影响,推测其导致垩白的产生.
Study on the mechanism of chalkiness formation in the rice giant embryo mutant N2-52

葛鑫源、刘世家、李欣、燕海刚、王永祥、傅玉双、单壮壮、张文伟、王益华、江玲

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南京农业大学农业农村部长江中下游粳稻生物学与遗传育种重点实验室/长江流域杂交水稻协同创新中心/江苏省现代作物生产中心,江苏 南京210095

水稻 垩白 巨大胚 造粉体 突变体 精细定位

国家转基因生物新品种培育重大专项江苏省农业农村厅重大品种选育项目

2016ZX08001006PZCZ201701

2021

10.7685/jnau.202005010

南京农业大学学报
南京农业大学

南京农业大学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.939
ISSN：1000-2030
年,卷(期)：2021.44(2)
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