一份水稻叶尖枯萎突变体xynln的表型分析和基因定位

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叶片是植物重要的营养器官之一,是植物进行光合作用与蒸腾的重要场所,直接关系到植物的生长发育。叶片容易受到内部相关基因与外部环境因素的影响,导致叶片早衰。对于作物而言,如果叶片组织提前衰老将直接影响到其最终的作物产量。水稻作为世界上最主要的粮食作物,其产量直接影响到了世界粮食安全与稳定,因此对于水稻叶片衰老的研究具有重大意义。随着水稻基因组测序的完成,其基础研究领域得以发展,越来越多的人通过构建水稻突变体的方式来研究水稻基因对性状的作用。本文报道了一个突变体xynln,是R498经过人工EMS诱变而来的。通过表型鉴定、遗传分析、基因定位、基因功能预测等方而的研究,主要研究结果归纳如下:突变体从分蘖期开始出现叶尖枯萎并一直保持到成熟期,植株高度显著变矮、茎千显著变细变短,叶片显著变细;千粒重、结实率、穗粒数和穗长均有显著降低;光合速率测试发现突变体xynln相比野生型在光合速率、蒸腾系数、气孔导度上都有不同程度下降。遗传分析发现突变性状由隐性单基因控制。通过图位克隆方法,利用InDel标记F98与F99将突变基因定位于第3号染色体上48Kb的区间内,共有8个候选基因。通过基因序列分析发现在LOC Os03g47010外显子上第340碱基由G突变为A,与突变性状共分离,命名为xynln。通过另外一个性状相似的突变体xynln-1对该突变体内LOC_Os03g47010基因序列进行测序后发现了xynln-1在该基因内部也发生了单碱基突变,突变位点为第80个碱基上由C变为T。xynln和xynln-1的突变位点均位于该基因同一保守蛋白结构域内,这从侧面证明了候选基因的正确性。XYNLN的预测功能为糖基水解酶家族10,为木聚糖内切酶,对植物体内木聚糖起降解与修饰的作用。木聚糖是植物细胞壁中半纤维素的重要组成物质之一,同时也参与了植物生长发育和对环境应答反应的多重信号转导过程,在植物生命活动中起着重要的作用。对于XYNLN的研究将有助于深入了解植物早衰的调控机制与分子机理,也有利于解析糖基水解酶在植物早衰方面起到重要作用。
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