摘要
[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.
基金项目
国家转基因生物新品种培育重大专项(2016ZX08001006)
江苏省农业农村厅重大品种选育项目(PZCZ201701)
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