侧根是水稻胚后发育的重要器官,具有吸收养分和稳固植株的作用.本研究从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的水稻Kasalath突变体库中筛选得到一个水稻侧根突变体Oslrd2,对其进行了表型和遗传分析、图位克隆、候选基因测序及转基因互补验证.结果表明,与野生型相比,Oslrd2幼苗期的苗高和根系伸长都受到明显抑制,侧根短且数量少.通过对侧根原基的亚甲基蓝染色和解剖观察,发现相较于野生型,Oslrd2的侧根原基数目降低,且原基和侧根的形态发生膨胀变形;其成熟期的株高、有效穗数、每穗实粒数和千粒重也受到显著抑制.遗传分析表明,Oslrd2的突变性状受一对隐性核基因控制.利用SSR和InDel分子标记将突变基因定位在水稻第11号染色体InDel 3与InDel 4之间,物理距离约为10 kb,该定位区间内包含一个编码α-微管蛋白的基因(LOC_Os11g14220).测序比对发现,突变体Oslrd2中该基因编码序列(CDS)1 176 bp处缺失了一个胞嘧啶(C),以及在1 179 bp处的胞嘧啶(C)突变为腺嘌呤(A).上述突变导致其氨基酸序列中第392位的天冬氨酸(D)变为谷氨酸(E),第393位的异亮氨酸(Ⅰ)变为终止密码子TAA,翻译提前终止.通过遗传互补验证的转基因植株表型和逆转录PCR(RT-PCR)分析,证实突变体(slrd2的表型变化是由该基因突变引起的.研究结果明确了 OsLRD2基因在水稻根系发育过程中的重要作用,为解析水稻侧根发育的分子机制提供了理论基础.

水稻;侧根突变体;遗传分析;图位克隆;功能互补

朱俊兆;陈宇杰;吕沈阳;陈星月;杨愈之;郑文娟;朱世华;丁沃娜

宁波大学科学技术学院,浙江宁波 315212;宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211

核农学报

[1]朱俊兆;陈宇杰;吕沈阳;陈星月;杨愈之;郑文娟;朱世华;丁沃娜-.水稻侧根突变体Oslrd2的表型分析和基因克隆)[J].核农学报,2022(03):535-543

侧根突变体,Oslrd2,Os11g14220,slrd2,OsLRD2

水稻,表型分析,基因克隆,胚后发育,收养,甲基磺酸乙酯,EMS,诱变,Kasalath,突变体库,选得,遗传分析,图位克隆,候选基因,基因测序,野生型,幼苗期,苗高,伸长,对侧,根原基,亚甲基蓝,蓝染,解剖观察,基数,形态发生,膨胀变形,成熟期,株高,有效穗数,实粒数,千粒重,突变性,SSR,InDel,分子标记,突变基因,基因定位,kb,微管蛋白,LOC,基因编码,编码序列,CDS,bp,胞嘧啶,腺嘌呤,氨基酸序列,天冬氨酸,谷氨酸,异亮氨酸,终止密码子,TAA,提前终止,遗传互补,转基因植株,植株表型,逆转录,基因突变,根系发育,根发育,功能互补

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