水稻小穗特征基因FZP的图位克隆

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收稿日期： 修回日期： ())* 3 )5 3 ),； ())* 3 )2 3 -基金项目： 国家 ,/* 计划 （编号： 和 国家 +2* 规划 （编 号： 资助 项 目 ［ !8##9’$": &; <’=>$? @’9% $A" ,/* B’9<’=%（ 19C ())-66((((2- ） 7-+++)--/)( ） （ 19C 7-+++)--/)(）9@ DAE>=］ ())-66((((2-）=>: $A" +2* B’9<’=% 作者简介： 刘华清， 男， 博士， 研究方向： 水稻分子生物学和生物技术 ! 通讯作者。吴为人， 薛勇彪， FG%=EH： IJK"E’">L #8&5 C @IC @J C M>； ;&N8"L <">"$EM?C =MC M>
［!7， !!］ 枝梗 。 /01 是玉米中发现的一个与 ,-. 有些类
! "#
寻找与 目 标 基 因 紧 密 连 锁 的 $%&’ （ $()*+), 标记 %-.(/0/), &1(2-13.4/5 ’)67)85)） 利用日本水稻基因组计划 （ 8@A） 公布的 ) 号染
色体的有关信息， 并根据 "4& 初步定位的结果， 从 （ BD1-6EE.F3 :6G 互联网上下载位于 "4& 附近的 B:C ）I>>1： <=6346 C2H （ !EI.H63J 52KJ 3.HJ 24J L1&-.46&F-0/2K2E6& ;21E&;21M4>.F3J NF？ 42>6HF-0OF P ’Q4I-F;FEF;6OF P )） （ R24>6-.25 M->.,.4.25 SI-F;FEF;6&A!GN6-.T6N 和 RMS&AMS （ I>>1： M->.,.4.25 SI-F;FEF;6） ! -H1J N32J 2,,-4J HFJ L1&4H.G 的核酸序列， 设计并 K.3&E>2>=ENK&.-HE19.3. J 15？4I- P )） 合成引物。对突变体 ,-. 和明恢 )) 的基因组 UOM 分 别进行扩增， AS8 按常规方法进行。 AS8 产物用 !V 的琼脂糖凝胶电泳检测。如果 AS8 产物在亲本间有 多态性， 则直接用作分子标记； 如果没有多态性， 则将 扩增产物 （% " !7 ! 用不同的限制性核酸内切酶进行 5） 酶切 （反应体系及温度按内切酶提供商的说明书进 表现多态者 行） ， 并用 !W%V 的琼脂糖凝胶电泳检测， 则用作分子标记。 !"9 寻找与目标基因紧密连锁的 ’’: 标记
［!!］ 远霖等 。
尚未发现单个基因突变完全阻断花器官形成的突变 体， 但在单子叶禾本科植物如水稻、 玉米中均已发现 这类突变体。 水稻 ,-. （ ,-.//0 123.456） 突变体表现为花序 （穗） 的一、 二次枝梗分化正常， 但在枝梗上不能分化形成 小穗， 而是在原本形成小穗的地方不断产生下一级
［%， *， +］ 全被花序结构所替代 。目前在双子叶植物中， ［(， )］
以 ,-. 杂合体 （因 ,-. 突变体不能结籽， 故只能 用杂合体保存） 和水稻品种明恢 )) 为亲本构建 ?’ 群体。在 ,-. 的分离株系中， 随机选用若干表型正 常的植株与明恢 )) 杂交， 每个亲本植株留 ! " ’ 穗 自交。下一季同时种植 ?! 杂种和杂交亲本的自交 后代， 以判断杂交亲本是否为 ,-. 杂合体。在来自 杂合体杂交的 有半数是杂合体 "4& & ,-. ， ,-. ?! 中， 其自交后代即为所需的 ?’ 群体。具体过程详见段
［$， %］ 因， 它们在花发育中起关键调控作用 。近十年
来， 以拟南芥和金鱼草为模式植物， 利用花发育突变 体， 已 经 分 离 了 几 个 花 分 生 组 织 特 征 基 因， 包括 !"# & "!$ 、 %& !& ’()% 、 *%! 、 "+! 和 %& ’ 。这些基 因发生突变都会影响花器官的正常形成， 或多或少 地出现花序代替花结构的现象。已知或推测这些基 因都编码转录因子， 并存在部分功能冗余， 亦即这些 基因的任何一个发生无效突变都不能导致花结构完
*!’
遗
传
学
报
#7 卷
一个典型的被子植物从营养生长阶段转向生殖 生长阶段的标志是茎顶端分生组织在内外多种因子
［! " #］ 的共同作用下向花序分生组织的转换 。花序分
"4& 基因进行精细定位和图位克隆。
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材料和方法
பைடு நூலகம்遗传群体的构建
生组织在其侧翼产生花分生组织代替叶原基， 花分 生组织进一步分化成各轮花器官原基。决定花分生 组织特征和发育的基因常被称为花分生组织特征基
水稻小穗特征基因 !+’ 的图位克隆
( *， ! ! 刘华清-， ，吴为人-， ，段远霖- ，官华忠- ，陈 娟- ， 李维明- ，薛勇彪4， （-\ 福建农林大学作物科学学院，福州 *\ 浙江大学农业与生物技术学院，杭州 *5)))(；(\ 福建农科院农业遗传工程重点实验室，福州 *-))(+；4\ 中国科学院遗传与发育生物学研究所，北京 *5)))*； -))-)-）
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［!%］ ［!!］ 体 。段远霖等 已将 "4& 基因初步定位在水稻 第 ) 号染色体上的 89!)’ 和 89!* 两个 ::8 （ :.;156 ［!$］
本研究在此基础上对突变体不能结籽故只能用杂合体保存和水稻品种明恢的分离株系中随机选用若干表型正常的植株与明恢杂种和杂交亲本的自交后代以判断杂交亲本是否为1213456785标记利用日本水稻基因组计划8a公布的初步定位的结果从互联网上下载位于附近的b
遗传学报
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似的突变体， 表现为小穗分生组织不能正常形成小
［!’］ 花分生组织 。这两个突变体产生了一个有趣的
问题： 在拟南芥等双子叶植物中没有发现类似于 ,-. 和 /01 的突变体， 是否只是目前尚未发现， 还是因为 单子叶和双子叶植物在花分生组织形成的调控机制 上存在差异？ 事实上， 利用同源保守性在水稻中克隆的 2"! 和 2%&1% 分 别 是 "!$3 !"# 和 %&1 的 直 系 同 源 序 。 2%&1% 的表达模式与 %&1 近似， 但 2"! 的 表达模式与 !"# 不同， 它不在水稻的花分生组织中 表达， 而在发育阶段更早的幼穗中表达 分子机制可能存在差异。 （小 ,-. 被认为是水稻的一个重要的花分生组织 ［!%］ 穗） 特征基因的突变结果 。从 ,-. 的表型看， "4& 基因对水稻的花分生组织命运决定机制具有重要的 作用。 "4& 的野生型及突变体中的 2"! 编码序列 没有差异， 这表明 ,-. 不大可能是 2"! 基因的突变
摘
要： 1AE 是水稻中控制小穗分化的一个关键基因， 先前已将它定位在第 2 染色体上。通过进一步对该基因进
行精细定位和图位克隆， 找到 ( 个 !!T 标记 1TY/ 和 1TY,， 将该基因锁定在一个遗传距离为 -\( MY 的范围内 （两 标记与目标基因的遗传距离分别为 )\( MY 和 -\) MY） ， 相应的物理距离为 -44 ]&。发现在预期的目标基因位置， 存 在一个具有类似 6B( 结构域的基因。已知 !EG 是一个控制植物花发育的重要基因。因此， 这个基因应是 1AE 的 一个候选基因。BDT 扩增结果显示， 突变体中该基因有一个大约 4 ]& 的插入片段， 与 .90 共分离。由此可以初步认 为， 该基因就是 1AE 。 关键词：水稻； 1AE ；精细定位；图位克隆 中图分类号：R*4* 文献标识码：6 文章编号：)*2+G4-2( （())*） )+G),--G)/
*5)))(， *:(’$ ； *5)))*， *:(’$ ； -))-)-， *:(’$ ） *-))(+， *:(’$ ；
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