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水稻斑马叶突变体zl7的鉴定与基因的精细定位

文献类型： 中文期刊

作者： 廉院训;韦子芸;张强;李清;任德勇;胡江;朱丽;高振宇;张光恒;郭龙彪;曾大力;钱前;沈兰

作者机构：

关键词： 水稻;叶绿体;遗传分析;图位克隆

期刊名称：中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2022 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2021-2022年度） ; 科技核心（2021版） ; 农林核心（2020版）

摘要： 【目的】斑马叶突变体作为水稻叶色突变体的重要种质资源，是研究植物光合作用机制和高光效育种的理想材料，对于解析光合作用机理和提高水稻产量具有重要作用。【方法】用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变粳稻品种春江06建立突变体库，从突变体库中筛选到1份苗期为斑马叶的突变体，该突变体被命名为zebra leaf 7 （zl7）。在常规大田种植条件下分别比较突变体与野生型在苗期、抽穗期和成熟期叶色表型和产量性状差异，通过透射电镜实验分析叶片叶绿体发育情况，利用图位克隆方法克隆候选基因，利用荧光定量PCR 方法分析参与叶绿素合成和叶绿体发育相关基因的表达水平。【结果】从苗期开始，突变体zl7表现出典型的斑马叶，叶绿素含量降低，直到抽穗期，斑马叶表型消失，叶片逐渐复绿，叶绿素含量无明显差异。光合速率测定和电镜观察结果显示，突变体zl7的光合速率、气孔导度下降，叶绿体发育异常。与野生型相比，突变体的株高、分蘖、穗长、一次枝梗、二次枝梗和每穗粒数均显著降低，而粒长、粒宽和千粒重均略有增加。荧光定量PCR结果表明突变体中参与叶绿素降解相关基因的表达量显著升高，而参与叶绿素合成和叶绿体发育相关基因的表达量显著降低。遗传分析表明，该突变体受一对隐性核基因调控。通过图位克隆将该基因定位在第7号染色体，测序发现突变体的目标基因ZL7编码区发生单碱基替换，导致一个氨基酸由丝氨酸变为天冬酰胺。【结论】ZL7 （ Zebra Leaf 7 ）突变导致叶绿体发育异常，水稻叶片出现斑马叶表型，该基因在水稻叶绿素合成及叶绿体发育中起着重要作用。

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