水稻双隐性突变黄化致死基因的互作研究

【作者】 毛东海； 刘头明； 杨盖宇； 邢永忠；

【机构】 华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室；

【摘要】 在水稻杂交组合特青/02428衍生的191个重组自交系中,发现 RI184家系在 F6代出现苗期整株黄化,3-4叶期就死亡的突变表型,并且黄化苗和绿苗呈现1:3的孟德尔分离比。为定位和克隆此基因,利用 RI184杂合基因型绿苗和珍汕97杂交构建 F2和 F3分离群体。在 F2 分离群体中,黄化苗和绿苗呈现1:15分离比,说明 F2群体中有两个基因控制黄化曲;当两个基因为隐性纯合时就表现出黄化致死,推测 RI184家系中存在2个基因导致黄化苗,其中一个是隐性纯合型,而另一个是杂合型。通过极端集团法,分别在第11染色体和第12染色体找到了连锁标记 SSR287和 SSR20,并进一步将2个基因分别定位到0.69 cM 和1.45 cM。利用单个基因分离的 F3代大群体和 Indel 分子标记将第11染色体的黄化基因定位在200kb 区间,该区间有2个基因与叶绿体形成有关。RT-PCR 表达分析表明其中候选基因 Et 在绿苗中正常表达,而在黄化苗中不表达。同时,我们对第12染色体的基因进行预测,发现此染色体区域与第11染色体黄化基因所在的3 Mb 区域高度同源,也存在一个 Et 基因。比较测序结果表明两基因的编码区高度同源,而在启动子区域不同源。暗示在进化过程中,同一类基因进化为各个不同的拷贝,具有相似的转录本,但利用不同的启动子。另外,与02428和特青相比,RI184家系绿苗的第12染色体的 Et 基因的启动子-511 bp 到-1412 bp 发生了突变。两亲本同源的317 bp 片段被外米516 bp 片段替代,此516bp 能形成2颈1环的发夹结构;而目前由于黄化苗没能扩增出相应 DNA 片段,所以其序列未知。这些结果表明黄化基因的进化方式具有新的特征,我们正结合图位克隆策略和候选基因法米分离这2个基因,从而揭示此基因的分子机理和进化方式。更多还原