水稻典败型隐性核雄性不育突变体ap90的鉴定与基因定位

Characterization and genetic mapping of a classic-abortive-type recessive genic-male-sterile mutant ap90 in rice (Oryza sativa L.)

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中文摘要：通过甲基磺酸乙酯(Ethyl Methyl Sulfone,EMS)诱变籼稻恢复系中恢8015(Zhonghui 8015,wild-type,WT)筛选获得了一个性状稳定的典败型雄性不育突变体材料abortive pollen 90(ap90).突变体ap90与野生型中恢8015在株高、株型、分蘖数、抽穗期等农艺性状上无显著差异,但花药瘦小、呈淡乳黄色、花粉完全典败.花药发育不同阶段的半薄切片观察结果显示,ap90突变体内的花药壁细胞发育异常,主要表现为绒毡层细胞降解异常,小孢子细胞在有丝分裂阶段无法形成正常的花粉壁结构、无法完成淀粉充实过程,最终小孢子细胞退化成细线状、花药亦无法开裂.花药和花粉外壁扫描电镜观察结果显示,突变体ap90的花药外壁皱缩,角质层排列更紧密;花药内壁乌氏体形状不规则、排列紧密而混乱;花粉细胞呈干瘪状,花粉外壁表面的孢粉素形态异常、呈不规则排列.遗传分析表明,ap90突变性状受1对隐性核基因控制,基因的初步定位将该突变位点定位于水稻7号染色体长臂RM21421和RM21435之间491.73 kb区间内;进一步的Mut-Map测序分析证实该区间内LOC_Os07g22850的第2个外显子区存在1个37 bp的缺失和1处单碱基替换,使得其编码序列发生移码、转录和翻译提前终止,导致出现ap90中的花粉完全典败和小穗不育表型.表达模式分析结果显示,该基因在花药中特异表达,OsAP90蛋白主要定位在内质网上.qPCR检测结果表明,ap90突变体中许多雄性不育相关基因的表达量受到了该突变位点的影响,进一步证明OsAP90在水稻花药发育的乌氏体形成、花粉壁发育中有重要作用.

作者：

陈驰、陈代波、孙志豪、彭泽群、Adil Abbas、贺登美、张迎信、程海涛、于萍、马兆慧、宋建、曹立勇、程式华、孙廉平、占小登、吕文彦

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作者单位：

沈阳农业大学农学院,辽宁沈阳 110866

中国水稻研究所/国家水稻改良中心/浙江省超级稻研究重点实验室/水稻生物学国家重点实验室,浙江杭州 311401

浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所,浙江杭州 310021

关键词：

水稻隐性核雄性不育 ap90 Mut-Map 表达模式分析

基金：

浙江省自然科学基金浙江省自然科学基金水稻生物学国家重点实验室开放课题国家自然科学基金中国农业科学院创新工程项目辽宁省科技重大专项

项目编号：

LY17C130003LY21C1300032020010531801440CAAS-ASTIP-2013-CNRRI2019JH1/10200001

出版年：

2022

DOI：

10.3724/SP.J.1006.2022.12044

作物学报

中国作物学会　中国农业科学院作物科学研究所

作物学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：1.803

ISSN：0496-3490

年,卷(期)：2022.48(7)

被引量2
参考文献量8