水稻细长秆突变体sr10的鉴定与基因定位
委刚, 陈单阳, 任德勇, 杨宏霞, 伍靖雯, 冯萍, 王楠
作物学报
2022, 48 ( 8):
2125-2133.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.12052
本研究报道的突变体sr10 (slender rice 10)是由籼稻保持系西农1B经甲酰磺酸乙酯(EMS)诱变而成, 表现为茎细长, 雄性不育。细胞学观察显示, sr10细胞变长, 维管束变少。冷冻切片和叶绿素含量测定表明, sr10的叶绿素含量大幅下降, 导致光合速率下降, 但气孔导度的降低可能提高其抗旱性。通过激素含量测定发现, sr10中IAA和GA3水平显著升高, 而ABA含量显著降低。qRT-PCR分析表明, GAs通路相关基因表达下调, IAA通路相关基因表达异常。遗传分析表明, sr10的突变表型受单个隐性核基因控制。SR10定位于3号染色体的分子标记LIND12和28.5~4之间的175.7 kb的区域内。本研究结果为SR10的克隆和功能分析奠定了基础。
基因编号
Locus name | 基因注释
Gene annotation | | LOC_Os03g49830 | expressed protein | | LOC_Os03g49840 | hypothetical protein | | LOC_Os03g49850 | hypothetical protein | | LOC_Os03g49860 | expressed protein | | LOC_Os03g49870 | transposon protein, putative, Mariner sub-class, expressed | | LOC_Os03g49880 | TCP family transcription factor | | LOC_Os03g49890 | hypothetical protein | | LOC_Os03g49900 | zinc finger, C3HC4 type domain containing protein, expressed | | LOC_Os03g49910 | retrotransposon protein, putative, Ty1-copia subclass, expressed | | LOC_Os03g49920 | expressed protein | | LOC_Os03g49930 | pentatricopeptide, putative, expressed | | LOC_Os03g49940 | integral membrane protein, putative, expressed | | LOC_Os03g49960 | expressed protein | | LOC_Os03g49970 | expressed protein | | LOC_Os03g49980 | retrotransposon protein, putative, unclassified, expressed | | LOC_Os03g49990 | slender rice 1, GRAS-domain protein | | LOC_Os03g50010 | toc64, putative, expressed | | LOC_Os03g50020 | retrotransposon, putative, centromere-specific | | LOC_Os03g50030 | phospholipase A2, putative, expressed | | LOC_Os03g50040 | phytanoyl-CoA dioxygenase, putative, expressed |
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表S4
定位区间内的注释基因
正文中引用本图/表的段落
以F2群体中990个突变植株中的229个单株作为初定位群体, 发现目的基因与3号染色体上的分子标记ZTQ67存在连锁关系。对标记ZTQ67两侧相邻的引物进行进一步分析, 最终将目的基因初步定位于ZTQ67和LIND16之间。进一步扩大群体和开发新的分子标记(附表2), 最终将SR10定位于标记LIND12和28.5~4之间, 物理距离为175.7 kb (图5)。区间内有20个注释基因(附表4), 其中有2个已克隆基因, 但测序并未发现任何差异。
本文的其它图/表
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表S1
本研究所设计的分子标记
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表S2
本研究所用的qRT-PCR引物
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图1
sr10的表型鉴定
a1~a6: 4~60 d的WT和sr10的表型观察, 标尺分别为17.5、41、69.2、102、191和309 mm; b: 4~60 d的WT和sr10的株高; c: 4~60 d的WT和sr10的根长; d: 成熟期WT和sr10的叶长; e: 成熟期WT和sr10的叶宽; f: WT和sr10的分蘖数; First: 倒一叶; Second: 倒二叶; Third: 倒三叶; *: P < 0.05; **: P < 0.01。
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图2
sr10的细胞学观察
a: WT的叶片上表皮, 标尺为35 μm; b: sr10的叶片上表皮, 标尺为35 μm; c: WT的叶片下表皮, 标尺为35 μm; d: sr10的叶片的下表皮, 标尺为35 μm; e: WT的鞘外壁, 标尺为35 μm; f: sr10的鞘外壁, 标尺为35 μm; g: WT的鞘内壁, 标尺为35 μm; h: sr10的鞘内壁, 标尺为35 μm; i: WT与sr10的倒一节间横截面, 标尺为1.1 mm; j: WT和sr10的维管束数目; 白色箭头用于指示保卫细胞, 红色箭头用于指示细胞长度, 红色椭圆用于指示维管束; **: P < 0.01。
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图3
sr10的育性鉴定
a: WT和sr10的小穗, 标尺为2.1 mm; b, c: WT和sr10的花药, 标尺为2.8 mm (b)和3.5 mm (c); d: WT的花粉I2-KI染色, 标尺为115 μm; e: sr10的花粉I2-KI染色, 标尺为115 μm; f: WT和sr10的花粉育性统计; g: WT和sr10的结实率; **: P < 0.01。
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图4
sr10的叶绿素含量和光合指标的测定
a: WT和sr10叶片的冷冻切片和荧光观察, Bar: 26 μm; b: 叶绿素a含量; c: 叶绿素b含量; d: 总叶绿素含量; e: 类胡萝卜素含量; f: 净光合速率(Pn); g: 气孔导度(Gs); h: 细胞间CO2浓度(Ci); i: 蒸腾速率(Tr); First: 倒一叶; Second: 倒二叶; Third: 倒三叶; *: P < 0.05; **: P < 0.01。
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表S3
ssr1的遗传分析
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图5
水稻3号染色体上SR10的分子定位
N = 229: 用于初定位的F2隐性群体; n = 990: 用于精细定位的F2隐性群体。
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图6
sr10中激素含量的测定及相关基因的表达分析
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