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《福建农林大学》 2001年
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三个水稻生殖发育突变体的形态学观察、遗传分析及有关基因的分子标记定位研究

段远霖  
【摘要】: 植物生殖发育突变体的获得和研究,在揭示生殖发育过程中基因的作用 及其相互关系,探明植物的生殖发育,特别是花发育的奥密起了十分重要的 作用。研究水稻生殖发育机制具有重要的理论意义和实际应用价值。本课题 组从台湾粳/圭630杂交F1花药培养后代DH群体中发现了lhd和dro两种 类型的突变体。从V20B/花1B杂交后代分中发现了fzp突变体,其相应基因 拟名为lhd(t)(leafy head)、fzp(t) (frizzle panicle)和dro(degenerated reproductive organs)。本研究从形态和解剖学特征、遗传学以及分子标记 基因定位三个方面对lhd、fzp和dro进行研究,为今后深入研究,如基因表 达和克隆等奠定基础。主要的研究结果如下: lhd表现为植株明显矮化,出叶速度快,叶片细小丛生。在正常植株穗 分化时,突变植株的茎端产生多个营养芽,使得lhd植株始终停留在营养生 长阶段。解剖观察发现,在营养生长期lhd茎端生长锥比正常植株略小;lhd 茎端生长锥由穗原基转变为异位芽的过程可明显分为四个时期:异位芽原始 体分化前期、第一枝芽分化期、第二次枝芽分化期和叶芽分化期,它们分别 相当于水稻正常穗分化过程中的苞原基分化期、第一次枝梗原基分化期、第 二次枝梗原基分化期和颖花原基分化期。说明lhd(t)为控制花序分化的关 键(开关)基因,但该基因从营养生长早期就对植株生长产生影响,即该基 因的表达远早于花序分化期。 fzp植株除分蘖数明显减少,其株叶形态与正常植株无明显差别,突变 主要表现在穗部。在正常植株花序分化为小花的部位,fzp植株花序相应部 位长成次一级枝梗。解剖镜观察发现,fzp植株的一、二次枝梗的发育不受 影响,但颖花分化的分生组织发生退化,不断形成高一级的枝梗,使有限生 长型的花分生组织变成无限生长型的花序分生组织。据此推知,fzp(t)为 控制花芽分化的关键基因,但它可能在分蘖期就已开始表达(影响分蘖发 育)。 dro植株的株叶形态与正常植株相同,抽穗前无法区别。但其颖花外形 比正常颖花明显膨大,雄蕊、雌蕊完全退化,内外稃大量增生,形成多重颖 壳状结构。解剖观察发现,在颖花原基分化的早期,正常颖花和突变颖花尚 福建农林大学博士学位论文 不能明显区分。在雌雄蕊原基分化时,两者生长点的形态开始明显变化,正 常颖花的生长点略呈圆弧形,而突变的颖花呈现多种形状。此后,正常植株 雌雄蕊原基继续分化形成雄蕊和雌蕊,而大部分突变颖花在雌雄蕊分化的地 方不断分化出内l外释原基而形成多重颖壳。可以椎知,ho为控制花器官分 化的关键基因,可能在花器官分化的早期才开始表达。 对a、仰和加杂合体自交分离群体的遗传分析表明,这三种突变类 型各受一对隐性基因控制,且突变性状都能稳定遗传和表达。M fi入fp ftj和dro与不同类型的品种杂交,FZ中正常植株与突变植株也表现为3: l的分离。但在亲缘关系较远的杂交FZ中,部分突变植株表现为“中间类 型1 即突变性状表现不完全,这可能是冗余基因作用的结果。双突变遗传 分析表明,dft;对仰ftj和dro,及仰ftj对dro都具有隐性上位效 应。说明 d fi入 fzp fi人 dro三个基因相互独立。在控制发育的时间顺序 上,即水稻花序、花芽和花器官发育过程中,前一个阶段对后一个阶段的发 育具有上位效应。 以 a、fp分别与明恢 77,dro与京花 8号杂交组合 FZ为遗传群体,采 用微卫星标记技术,应用 BSA分析方法,分别对 M、fp和 dro进行分子 标记基因定位。发现第10染色体上的a忧%旧、E此%进、Rffp4、删刀和a吠拈扭 与 lhd连锁,且它们均在 lhd的一侧,与 lhd的遗传距离分别为 16.9。M、 18.7。M、22.6。M、26.4删和 47.6。M。 对于fzP分析,位干第 7染色体上的 RfU 72、RfQ48. RIUS和 RI.rsHu与 仰连锁。其中抑W72和RfQ48位于fp的一侧,川w尸和a吠拈V位于仰的另 一侧。A!IU 72和a优%田与加的遗传距离分别为 3.ZCM和 6.4CM,RIUS和 RIQ34 与加的遗传距离为 23.ICM和 25.3m。 共用314对SSR引物对dro与京花8号进行多态性筛选,其中有140 对引物在两亲本间表现出多态性,多态性比例为44.6%。但未找到与dro连 锁的标记,对dro的基因定位仍在进行中。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S511

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 刘永建;黄玉碧;潘光堂;荣廷昭;;CIMMYT玉米“Pob.43-C11”改良群体的遗传多样性(英文)[A];2005年全国作物遗传育种学术研讨会暨中国作物学会分子育种分会成立大会论文集(一)[C];2005年
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6 包梅荣;油茶种子成熟调控蛋白基因的分离克隆及功能研究[D];中南林业科技大学;2010年
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9 刘树楠;杂交水稻花粉发育超微结构比较与多光谱显微定量分析[D];武汉大学;2009年
10 闫小玲;基于cpDNA单倍型和SSR分析的银杏群体遗传结构和谱系地理学研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李良;湖北省油茶优良单株遗传多样性及品质初步分析[D];华中农业大学;2010年
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8 董巍;分子标记辅助选择改良光温敏核不育系的稻瘟病抗性和稻瘟病抗性基因的初步定位[D];华中农业大学;2010年
9 晁园;利用重组自交系群体定位水稻品质相关性状QTL[D];华中农业大学;2010年
10 李炫丽;ms2Bnap同源序列在萝卜—芥蓝异源四倍体中的克隆及表观遗传变异分析[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
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【二级引证文献】
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3 徐斌;籼稻矮秆多蘖突变体的遗传分析与基因定位研究[D];厦门大学;2007年
4 曾美娟;一个水稻矮杆突变体的遗传分析及基因的精细定位[D];福建农林大学;2012年
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