烟后制种指烟叶收获后的农田进行杂交水稻制种或不育系繁殖,是南方制种区域产业结构调整的耕作制度新模式.本试验在烟后制种期,研究分析水稻细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)微效恢复基因与播期互作对不育性稳定性的影响...
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烟后制种指烟叶收获后的农田进行杂交水稻制种或不育系繁殖,是南方制种区域产业结构调整的耕作制度新模式.本试验在烟后制种期,研究分析水稻细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)微效恢复基因与播期互作对不育性稳定性的影响,为不育系繁殖提纯、遗传选育和烟后制种提供理论参考与实际应用依据.选择5个不同微效恢复基因数量的不育系珍汕97A、龙特浦A、野香A、京福1A、301A,设置4个播期和2个试点,在播期、地点及其互作下,以嵌合颖花率和黑染花粉率为花粉育性指标进行解析比较,应用主效可加互作可乘模型(additive main effects and multiplicative interaction model,AMMI模型)分析,探究不育系花粉育性的动态趋势.CMS的育性回复除受主效基因控制外,微效基因也产生累加作用.龙特浦A属于微效恢复基因数量较多类型,对播期和试点变化反应较为敏感;野香A、京福1A、301A归类为微效恢复基因数量中间类型,对播期等因素有一定程度的反应;珍汕97A为微效恢复基因数量较少类型,对播期等因素反应敏感度低.对播期敏感度效应从大到小依次为龙特浦A、301A、京福1A、野香A、珍汕97A.根据CMS不育性的敏感性效应,在生产上进行烟后制种和繁殖时,播期适当提前对于种子纯化效果较好,在不育系遗传选育和原种提纯时,选择微效恢复基因高效表达的时期进行,有利于及早剔除不合格单株,加快获得不育性稳定的群体.
水稻黄绿叶突变会显著影响水稻产量和稻米品质.研究黄绿叶突变体叶绿素变化机理对选育高光效品种,促进水稻增产具有重要意义.本研究以甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone,EMS)诱变处理粳稻云引(YY)后发现的一个黄绿叶突变体w08(YGL)为材料,研究叶色突变对主要农艺性状、叶绿素含量、光合参数变化、水稻生理及亚显微结构的影响,并对该突变性状进行遗传分析、基因定位和功能验证.研究表明,突变体全生育期均表现为黄绿色.与野生型云引(YY)相比,突变体w08单株有效穗、结实率、千粒重分别降低46.7%、50.1%和18.3%,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别下降41.2%、98.7%、17.5%.光合速率检测结果表明,突变体净光合速率(Pn)显著降低,而细胞间CO_(2)(Ci)显著增加.对叶片叶绿体进行超微结构电子显微镜观察,结果发现,叶绿体内的类囊体基粒片层数目在突变体中明显减少.遗传分析结果表明,突变体黄绿叶性状为单基因遗传,受一对隐性核基因控制.利用突变体与雷蒙特(Lemont)杂交构建F2遗传群体,将该基因定位在10号染色体长臂GL8和T258两个标记之间,物理距离为60.2 kb,该区间包含14个候选基因.基因测序发现,该区间内的编码叶绿素酸酯氧化酶1(chlorophyllide a oxygenase1)蛋白的候选基因OsCAO1编码区CDS序列第957位碱基发生突变,形成一个终止密码子,使蛋白翻译提前终止.通过构建过表达和敲除载体进行转基因功能验证,进一步证实了OsCAO1基因功能.分析突变体中的激素含量和分蘖调控相关基因的表达,结果表明,突变体中水稻分蘖相关基因表达水平明显下降,生长素合成基因表达水平显著提高,水稻分蘖芽的生长素含量显著提高,从而证实OsCAO1基因突变抑制了水稻分蘖生长,使单株有效穗显著减少.
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