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水稻类病斑突变体spl34的鉴定与基因精细定位

         
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摘要

A mutant spotted leaf 34 (spl34) was screened from the progeny of indica restorer line Jinhui 10 treated with ethyl methane sulfonate (EMS).Brown lesions in spl34 exhibit on the sheath of lower leaves at the late tillering stage,then spred from the midrib to entire leaf and finally throughout the whole plant at maturity stage.Compared with the wild type,the plant height,ear length,grain number per panicle,seed setting rate and thousand-grain weight as well as the activities of protective enzymes (CAT,POD,and T-SOD) were all significantly decreased while the content of reactive oxygen species (ROS) increased in spl34.The shading assay showed that the formation of lesions in spl34 was induced by light.Histochemical analysis showed that spl34 had excessive hydrogen peroxide (H2O2) deposition and programmed cell death in the position of lesions.In addition,the chlorophyll fluorescence was weaker in spl34 than in the wild type under the fluorescence microscopy.There was no significant difference in blast resistance between spl34 and the wild type.Genetic analysis suggested that the phenotype ofspl34 was controlled by a single recessive nuclear gene,which was mapped between InDel markers LR49 and LR52 on chromosome 4 with an interval of 200 kb.Sequencing analysis revealed that a single base substitution (G to T) occurred at 3449 bp in the DNA sequence of LOC_Os04g56480,resulting in an amino acid change from tryptophane to cysteine.The qRT-PCR results showed that the transcriptional level of LOC_Os04g56480 was down-regulated in spl34,while that of some pathogenesis-related genes was highly up-regulated when compared with the wild type.%利用化学诱变剂EMS处理籼型水稻恢复系“缙恢10号”,从其后代中筛选到1个遗传稳定的类病斑突变体spl34.该突变体于分蘖后期在下部叶片的叶鞘上开始出现褐色的类病斑,随后沿着中脉扩散至整个叶片,成熟期扩散至整个植株.相比于野生型,该突变体的株高显著变矮,穗长显著变短,穗粒数、结实率和千粒重极显著降低.遮光试验和组织化学分析表明,突变体类病斑的形成受光诱导,在类病斑形成部位发生大量过氧化氢沉积和细胞程序性死亡.荧光显微镜观察发现,在紫外光照射下突变体产生的荧光较野生型弱.与野生型相比,突变体spl34的H2O2和O2-含量较高,而CAT、POD和T-SOD等保护酶的活性显著降低;稻瘟病抗性无明显差异或略显降低.遗传分析表明,突变体spl34的表型受1对隐性核基因控制.基因定位结果表明,该基因定位于第4染色体的LR49和LR52两个分子标记之间,物理距离为200 kb.测序分析发现该区间内的候选基因LOC_Os04g56480的第3449位碱基发生突变(G3449T),导致色氨酸替换为半胱氨酸.qRT-PCR结果表明该基因在突变体内表达量降低,而部分病程相关基因的表达量则升高.

著录项

  • 来源
    《作物学报》 |2018年第3期|332-342|共11页
  • 作者

    刘宝玉; 刘军化; 杜丹; 闫萌; 郑丽媛; 吴雪; 桑贤春; 张长伟;

  • 作者单位

    西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室,重庆400716;

    西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室,重庆400716;

    西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室,重庆400716;

    西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室,重庆400716;

    西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室,重庆400716;

    西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室,重庆400716;

    西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室,重庆400716;

    西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室,重庆400716;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类
  • 关键词

    水稻; 类病斑突变体; spl34; 基因; 精细定位;

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