水稻多蘖矮秆突变体Sdc的遗传研究及其基因sdc的定位

【摘要】：水稻是最重要的粮食作物,具有较小的基因组,与其他禾本科植物的基因组有良好的共线性,是进行单子叶植物基因组学研究的模式植物。水稻的株型是影响单位产量的重要因子之一,也是植物发育研究的一个主要性状。上世纪六十年代,由于矮秆突变体的引入,使水稻和小麦的产量大幅度提高,掀起了第一次“绿色革命”(Peng,1999)。由于矮秆作物可以抗倒伏和有利于同化物有效地分配到籽粒中,所以矮秆性状在育种学上是非常重要的农艺性状之一(Francesco,2003)。在生产上,培育具有理想株型的水稻品种是提高水稻单位产量的一个途径,矮秆水稻受到了遗传育种学家的广泛关注。 本文应用细胞遗传,分子标记及作图,基因组学和生物信息学等技术,对水稻多蘖矮秆突变体Sdc的遗传和sdc基因的染色体精细定位进行了研究。通过粗线期染色体荧光原位杂交技术,将发生易位的第6号和第12号染色体的易位点分别锚定在1个和3个BAC克隆库中。用水稻多蘖矮秆突变体(vs3037)与粳稻武运粳8号的杂交,组成了F_2表型分离群体。选用400株F_2双隐性突变单株和10对引物(STS,CAPS)(即10个分子标记)对sdc基因进行了初步定位,获得2个与多蘖矮秆基因sdc连锁的CAPS标记,它们分别在400株突变体群体中筛选出1个重组体。多蘖矮秆基因sdc被定位于12号染色体上,物理距离为150kb的两个CAPS(CAFS-7和CAPS-8)标记之间。 在细胞学鉴定和基因组初步定位的基础上,本研究又建立了更大的定位群体(6000株突变体群体),以便将sdc基因精细定位在更小的基因组区域,以有利于采用图谱克隆策略分离到sdc基因。通过筛选28对引物,获得2个与多蘖矮秆基因sdc连锁的CAPS(CAPS-23和CAPS-24)标记,它们分别在6000株F_2突变株中筛选出6和1个重组体,并且物理距离为10kb。从而将多蘖矮秆基因sdc定位在第12号染色体长臂这2个分子标记所界定的区域。 本研究为图谱克隆水稻多蘖矮秆基因sdc奠定了基础,所得结果和信息可进一步应用于水稻矮化机理,植株形态发育和信号转导途径等基础理论研究,以及水稻等其它禾谷类作物的高产育种实践。