水稻雌性敗育基因FA的圖位克隆
摘要：【目的】對水稻胚囊突變體的表型觀察、遺傳定位和基因克隆,將為研究植物生殖發育奠定理論基礎。【方法】從粳稻品種寧粳4號突變體庫中篩選出一個雌性敗育突變體female abortion(fa),對野生型和突變體不同發育時期的胚囊進行細胞學觀察并統計胚囊類型。以突變體雜合型為母本,N22為父本構建定位群體,對該表型進行遺傳分析,采用圖位克隆方法精確定位目的基因。【結果】表型分析顯示,突變體雌蕊在外觀上沒有表現出差異,但成熟時植株完全不育。與野生型相比,該突變體胚囊發育異常,不能形成七細胞八核胚囊結構,而且形成多種類型的異常胚囊。遺傳分析表明,該突變性狀受一對隱性核基因控制。我們將該基因初定位在第1染色體的分子標記L1和L3之間,通過擴大定位群體,最終將基因定位在分子標記L10和L11之間,物理距離為117 kb。測序分析發現該區間內LOC_Os01g68870外顯子上有一個單堿基替換,由胸腺嘧啶(T)替換成胞嘧啶(C),氨基酸由亮氨酸變為脯氨酸,從而導致該表型的出現。qRT-PCR結果顯示,相對于OsMADS13、OsAPC6、OsTDL1A基因在突變體fa胚囊中表達量而言,OsDEES1基因在突變體fa胚囊中表達量變化最為顯著,FA可能是OsDEES1的上游基因。亞細胞定位結果顯示,該蛋白定位于質膜。【結論】FA是多孢囊基因MULTIPLE SPOROCYTE 1(MSP1)的新等位基因。本研究進一步明確了該基因對于水稻胚囊發育的重要性,可為探明它所在的調控網絡體系提供新的線索。
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