谷子条纹叶突变体A36-S的细胞学特性分析及基因定位

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张硕

作者： 张硕;智慧;唐婵娟;罗明昭;汤沙;贾冠清;贾彦超;刁现民

作者机构：

关键词： 谷子;条纹叶突变体;叶绿体;基因定位

期刊名称： 中国农业科学

ISSN：

年卷期： 2021 年 014 期

页码： 2952-2964

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】谷子是C4模式植物,其叶色突变体是研究C4光合途径的良好材料。通过研究谷子条纹叶突变体A36-S的细胞学特性并对突变基因进行定位,为克隆突变基因、解析谷子叶绿体合成及发育机理、进一步理解C4光合调控机制奠定基础。【方法】谷子条纹叶突变体A36-S是由育种创制的中间材料A36自然变异而来。对比A36-S及其正常表型等基因系A36-N的表型特征,调查二者的株高、叶宽、叶长、穗重、千粒重、结实率等农艺性状指标;测定A36-S和A36-N的叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率等光合指标,分析A36-S的光合特性;观察A36-S和对照品种豫谷1号的叶片半薄横截切片和超薄切片,分析A36-S叶片解剖结构特征,分别统计叶肉细胞和维管束鞘细胞中叶绿体的数量和面积,从而分析叶绿体合成及发育情况;构建A36-S×SSR41的F2分离群体,统计群体中正常表型单株与条纹叶单株的数量,进行遗传分析;分别构建F2分离群体正常单株与条纹叶单株的DNA混池,采用集团分离分析法（BSA法）进行突变基因的定位;筛选、开发多个SSR标记及In-Del标记,扫描F2群体中条纹叶单株,进行进一步基因定位。【结果】谷子条纹叶突变体A36-S在全生育期表现出叶片不规则白色条纹的表型。农艺性状分析表明,相比其近等基因系A36-N,A36-S在株高、叶宽、穗重、千粒重、结实率等表型上均显著下降。光合指标测定表明A36-S叶片中叶绿素含量明显降低,尤其是叶绿素b含量下降更为严重,同时净光合速率也明显下降。叶片解剖结构观察发现,与对照豫谷1号相比,A36-S的Kranz结构变化并不明显,但叶绿体数量和大小都显著低于对照。观察叶绿体超微结构,发现A36-S的不同细胞间叶绿体发育状况差异较大,依据叶绿体发育情况可将叶片细胞可分为3类:Ⅰ类细胞具有正常发育的叶绿体;Ⅱ类细胞叶绿体基粒及片层结构减少;Ⅲ类细胞则叶绿体结构严重异常甚至不含有叶绿体。遗传分析表明A36-S表型受隐性单基因控制,利用F2分离群体将突变基因定位在第4染色体7.66—27.90 Mb区间内。【结论】谷子A36-S条纹叶突变体表现为农艺性状及光合能力下降,叶片细胞叶绿体的数量、大小及结构均表现出显著异常。条纹叶性状受隐性单基因控制,利用分子标记将候选基因定位于第4染色体7.66—27.90 Mb区间内。

分类号： S515

  • 相关文献

[1]水稻温敏转绿突变体osv15的鉴定和遗传分析. 齐岳翰,李瑞莉,王芳,刘洪家,易可可,朱诚. 2018

[2]水稻白条纹转绿突变体wsl887的鉴定和基因定位. 鄢小青,陈能刚,李欢,陈锋,宋泽,余显权. 2021

[3]水稻淡绿叶基因PGL11的鉴定与精细定位. 涂政军,邹国兴,黄李超,陈龙,代丽萍,高易宏,冷语佳,朱丽,张光恒,胡江,任德勇,高振宇,董国军,陈光,郭龙彪,钱前,曾大力. 2017

[4]水稻白穗突变体基因的鉴定和染色体定位. 李红昌,钱前,王赟,李晓波,朱立煌,徐吉臣. 2003

[5]一个新的水稻黄绿叶突变体ygl-9108的鉴定与基因定位. 刘晓敏,孙志广,迟铭,邢运高,徐波,李景芳,刘艳,卢百关,王宝祥,徐大勇. 2024

[6]谷子叶绿体基因RNA编辑位点的鉴定与分析. 杜晓芬,王智兰,韩康妮,连世超,李禹欣,张林义,王军. 2022

[7]谷子条纹叶突变体t122表型分析及基因初定位. 张硕,智慧,张伟,唐婵娟,罗明昭,汤沙,贾冠清,贾彦超,刘刚,黄志谋,蔡海亚,焦春海,刁现民. 2022

[8]谷子窄颖花突变体sins1的表型分析和突变基因定位. 张浩,汤沙,李迎涛,智慧,贾冠清,张伟,乔治军,刁现民. 2017

[9]谷子（Setaria italica）分子遗传研究进展. 李国营,朱志华,李为喜. 2008

[10]谷子Si-SP1小穗突变基因的遗传分析和定位. 李雯,智慧,张硕,房雪娇,王海龙,贾冠清,韩渊怀,刁现民. 2015

[11]谷子(Setariaitalica)分子遗传研究进展. 李国营,朱志华,李为喜. 2008

[12]谷子雄性不育系1066A不育基因和黄苗基因的染色体定位(英文). 王润奇,高俊华,毛丽萍,杜瑞恒,刁现民,孙敬三. 2002

[13]谷子(Setaria italica)分子遗传研究进展. 李国营,朱志华,李为喜. 2008

[14]谷子穗顶端败育突变体sipaa1的表型分析和基因定位. 薛红丽,杨军军,汤沙,智慧,王蕊,贾冠清,乔治军,刁现民. 2018

[15]谷子抽穗期突变体jt1242-14b的遗传分析和定位. 王春芳,祁东梅,史慎奎,张温典,智慧,刁现民. 2023

[16]甘蓝型油菜黄化(苗)突变体的叶绿素含量及超微结构. 董遵,刘敬阳,马红梅,许才康,孙华,张建栋. 2000

[17]干旱逆境下小麦幼苗细胞叶绿体与钙离子的关系. 王凤茹,张红,商振清,李广敏. 2001

[18]低温胁迫对不同抗寒性甘蔗品种幼苗叶绿体生理代谢的影响. 杨丽涛,谢晓娜,刘光玲,李杨瑞. 2012

[19]双穗层杂种小麦群体中两种基因型植株光合特性的差异. 聂毓琦,赵寅槐,邹明烈,芮仁廉,王苏,程光宇,刘静如. 1990

[20]不同光温条件下紫背浮萍叶肉细胞和叶绿体超微结构的研究. 蔡树美,单玉华,钱晓晴. 2012

作者其他论文 更多>>

微信小程序