水稻黄绿叶突变体w390的遗传分析和基因定位

水稻黄绿叶突变体w ３９０的遗传分析和基因定位

董青１,２㊀张迎信１,２㊀张振华１,２㊀周全１,２㊀秦亚芝１,２,３㊀王宏１,２㊀程式华１,

２曹立勇１,２,∗㊀沈希宏１,

２,∗(１中国水稻研究所/国家水稻改良中心,杭州３１１４０１;２浙江省超级稻研究重点实验室,杭州３１１４０１;３四川农业大学水稻研究所/

西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室,成都６１１１３０;∗通讯联系人,E Ｇm a i l :x i h o n g s h e n ＠１２６．c o m ;c a o l y c g f ＠m a i l ．h z ．z j

．c n

)G e n e t i cA n a l y s i sa n d G e n e M a p p i n g o fa Y e l l o w Ｇg

r e e nL e a f M u t a n t w ３９０i n R i c e (O r y

z a s a t i v a L ．)D O N G Q i n g １,２,Z H A N G Y i n g Ｇx i n １,２,Z H A N G Z h e n Ｇh u a １,２,Z HO U Q u a n １,２,Q I N Y a Ｇz h i １,２,３,W A N G H o n g

１,２,C H E N G S h i Ｇh u a １,２,C A O L i Ｇy o n g １,２,∗,S H E N X i Ｇh o n g

１,２,∗

(１C h i n aN a t i o n a lR i c eR e s e a r c hI n s t i t u t e /N a t i o n a lC e n t e r f o rR i c e I m p r o v e m e n t ,H a n g z h o u３１１４０１,C h i n a ;２K e y L a b o r a t o r y f

o r Z h e j i a n g S u p e rR i c eR e s e a r c h ,H a n g z h o u３１１４０１,C h i n a ;３R i c eR e s e a r c hI n s t i t u t e /K e y L a b o r a t o r y o f S o u t h w e s tC r o p G

e n e t i c R e s o u r c e s a n dI m p r o v e m e n t ,M i n i s t r y o

f E d u c a t i o n ,S i c h u a nA

g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,C

h e n g d u６１１１３０,C h

i n a ;∗C o r r e s p o n d i n g

a u t h o r ,E Ｇm a i l :x i h o n g s h e n ＠１２６．c o m ;c a o l y c g f ＠m a i l ．h z ．z j ．c

n )D O N G Q i n g ,Z HA N G Y i n g x i n ,Z HA N G Z h e n h u a ,e ta l ．G e n e t i ca n a l y s i sa n d g e n e m a p p i n g o fa y e l l o w Ｇg

r e e nl e a f m u t a n t w ３９０i n r i c e (O r y

z a s a t i v a L ．)．C h i n JR i c eS c i ,２０１５,２９(３):２４１Ｇ２４９．A b s t r a c t :A y e l l o w Ｇg r e e nl e a fm u t a n t ,d e s i g n a t e da s w ３９０,w a s i s o l a t e df r o mt h e p r o g e n y o

f ６０

C o ＧγＧt r e a t e di n d i c a c u l t i v a rR ８０１５．T h em u t a n t e x h i b i t e da s t a b l e y e l l o w Ｇg r e e n l e a f p h e n o t y p e d u r i n g t h ew h o l e l i f e c y c l e ．T h e c h l o r o p h y l l b w a sn o td e t e c t e di n w ３９０,a n dt h ec h l o r o p h y l laa n dc a r o t e n o i d sc o n t e n t so f w ３９０w e r er e d u c e db y ５

０．６％a n d ４４ ８％,c o m p a r e dw i t h t h ew i l d Ｇt y p e ．T h e p l a n t h e i g h t ,t h en u m b e r o f p a n i c l e p e r p l a n t ,t h en u m b e r o f s p

i k e l e t s p e r p a n i c l e ,t h en u m b e r o f g r a i n s p e r p a n i c l eo f w ３９０w e r e r e d u c e db y １２．０％,２２．３％,１８．５％a n d２７．６％,r e s p e c t i v e l y

．T h e t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p ea s s a y d e m o n s t r a t e dt h a t t h en u m b e ro f t h y

l a k o i d sd e c r e a s e da n d g r a n a sw e r e p o o r l y s t a c k e d i n t h em u t a n t ,r e s u l t i n g i nu n d e r d e v e l o p m e n t o f c h l o r o p l a s t s ．G e n e t i c a n a l y

s i s s h o w e d t h a t t h e y e l l o w Ｇg r e e n l e a f p h e n o t y p ew a s c o n t r o l l e db y a s i n g l e r e c e s s i v e g e n e ．U s i n g a nF ２m a p p i n gp o p

u l a t i o nd e r i v e d f r o mt h e c r o s s o f w ３９０m u t a n t a n dN i p p o n b a r e ,t h e g e n ew a s d e l i m i t a t e d t o a r e g i o no f ７１．８Ｇk bo n t h e l o n g a

r mo f c h r o m o s o m e １０,w h i c h c o n t a i n e d １５O R F s ．S e q u e n c e a n a l y s i s r e v e a l e d t h a t t h em u t a n t c a r r i e d t w o n u c l e o t i d e s u b s t i t u t i o n s i n t h e e i g

h t h e x o no f O s C A O １g e n e ,w h i c h l e d t o t h e s u b s t i t u t i o n o f l e u c i n e a n d g l y c i n e f o r h i s t i d i n e a n d g l u t a m i c a c i d ,r e s p e c t i v e l y

．T h i s i m p l i e d t h a t W ３９０m i g

h t b e an o v e l a l l e l e o f O s C A O １g e n e ．K e y w o r d s :O r y z a s a t i v a L ．;m u t a n t ;y e l l o w Ｇg r e e n l e a f ;g e n em a p p i n g 董青,张迎信,张振华,等．水稻黄绿叶突变体w ３９０的遗传分析和基因定位．中国水稻科学,２０１５,２９(３):２４１Ｇ２４９．摘㊀要:通过６０

C o Ｇγ辐射诱变籼稻中恢８０１５获得了一个在全生育期叶片均呈黄绿色的突变体w ３９０

.与野生型相比,突变体中检测不到叶绿素b 的存在,且叶绿素a 和类胡萝卜素的含量分别降低了５０．６％和４４．８％;

主要农艺性状调查结果显示,突变体的株高㊁单株有效穗数㊁每穗总粒数㊁每穗实粒数较野生型分别降低了１２．０％㊁２２．３％㊁１８．５％和２７．６％;透射电镜结果显示:突变体的类囊体数量明显减少,基粒垛叠方向异常;遗传分析表明该突变性状受一对隐性核基因控制.利用突变体与粳稻日本晴杂交构建的F ２群体,

将突变基因定位至水稻第１０染色体长臂约７１．８k b 的区域内.对该区间包含的１５个O R F s 进行序列分析,发现突变体中编码叶绿素酸酯氧化酶１(c h l o r o p h y l l i d e ao x y g

e n a s e １)的基因O s C A O １的第８外显子发生了两个单碱基突变,导致第３９４和３９６位的亮氨酸和甘氨酸分别突变为组氨酸和谷氨酸,推测该突变基因是一个O s C A O １功能

丧失的新等位基因.

关键词:水稻;突变体;黄绿叶;基因定位

中图分类号:Q ３４３ ５;Q ７５４;Q ９４４ ５６㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:１００１Ｇ７２１６(２０１５)０３Ｇ０２４１Ｇ０９收稿日期:２０１４Ｇ１１Ｇ２７;修改稿收到日期:２０１４Ｇ１２Ｇ２４.

基金项目:国家科技支撑计划资助项目(２０１１B A D ３５B ０２

);农业部水稻生物学与遗传育种学科群项目;浙江省公益技术应用研究项目(２０１３C ３２００３);中国农业科学院科技创新工程资助项目(C A A S ＧA S T I P Ｇ２０１３ＧC N R R I

).１

４２中国水稻科学(C h i nJR i c eS c i ),２０１５,２９(３):２４１－２４９

h t t p ://w w w．r i c e s c i ．c n D O I :１０．３９６９/j

．i s s n ．１００１Ｇ７２１６．２０１５．０３．００３