甘藍(lán)型油菜黃化和光葉突變體的基因定位及克隆.pdf

1、作物中葉片的突變體多種多樣，包括有葉色，葉形態(tài)等突變體類型。他們?yōu)檠芯孔魑锏墓夂献饔谩⒑粑饔?、光能利用、生長(zhǎng)發(fā)育，基因功能及某些組分（蠟質(zhì)、色素等）的合成代謝調(diào)控等提供良好的實(shí)驗(yàn)材料。一些突變體的表型明顯穩(wěn)定（如棉花牙黃，水稻紫葉，油菜黃葉等）被應(yīng)用于雜種優(yōu)勢(shì)的利用中。本研究對(duì)甘藍(lán)型油菜黃化突變體BnaC.ygl和光葉突變體B.napusNillaglossy進(jìn)行了初步的表型解析，遺傳分析和基因定位，并成功克隆到了葉色基因BnaC.Y

2、GL，這為探究表型機(jī)理及其在育種中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1甘藍(lán)型油菜隱性葉色突變體BnaC.ygl基因的精細(xì)定位及克隆
　　1)與野生型相比，突變體BnaC.ygl葉片顏色在苗期葉片黃化，現(xiàn)蕾期和抽薹期葉色接近于野生型。對(duì)其葉綠素含量的測(cè)定結(jié)果表明，苗期突變體和野生型的葉綠素a，葉綠素b，總?cè)~綠素含量和葉綠素a/b值均差異顯著，開(kāi)花期突變體葉綠素含量與野生型差異不顯著。
　　2)經(jīng)透射電鏡分析結(jié)果表

3、明苗期突變體葉綠體類囊體膜和基粒片層垛疊數(shù)有所減少，基粒片層間稀疏，無(wú)規(guī)則，葉綠體發(fā)育不良。在開(kāi)花期時(shí)，突變體葉綠體類囊體膜和基粒片層垛疊數(shù)量明顯增加，與野生型無(wú)明顯差異。
　　3)利用了兩個(gè)群體對(duì)BnaC.YGL基因精細(xì)定位，將BnaC.YGL基因定在甘藍(lán)型油菜N17的0.35cM的區(qū)間，同時(shí)獲得18對(duì)與BnaC.YGL共分離的標(biāo)記。并推測(cè)標(biāo)記SC25附近的與甘藍(lán)中Bol027145(HO1)同源的基因?yàn)锽naC.YGL的候選基

4、因。比較測(cè)序分析結(jié)果表明該基因在突變體中缺失了C基因組上的同源拷貝(BnaC.HO1)。遺傳轉(zhuǎn)化的結(jié)果證明BnaC.HO1是BnaC.ygl葉色突變體的突變基因。
　　4)甘藍(lán)型油菜BnaC.HO1與甘藍(lán)HO1的相似度最高，與BnaA.HO1的同源性也在90％以上，與擬南芥和白菜達(dá)80％以上，表明BnaC.HO1在進(jìn)化進(jìn)程中比較保守。
　　5)RT-PCR結(jié)果表明BnaC.YGL基因在苗期展開(kāi)葉和角果中表達(dá)較強(qiáng)，而發(fā)芽的種子

5、和根中表達(dá)較弱。亞細(xì)胞定位的結(jié)果表明，BnaC.YGL基因定位于原生質(zhì)的葉綠體中。
　　6)與BnaC.YGL基因共分離的16個(gè)標(biāo)記在突變體和野生型中均檢測(cè)到多態(tài)性，這些標(biāo)記覆蓋了甘藍(lán)C07染色體至少1.2Mb的區(qū)段。另外檢測(cè)到在突變體中有3個(gè)基因均丟失了N17染色體定位區(qū)段的同源拷貝，因此我們認(rèn)為經(jīng)EMS誘變獲得的突變體BnaC.ygl可能在N17染色體上有基因組的大片段的缺失。
　　2甘藍(lán)型油菜隱性光葉突變體的遺傳分析和

6、BnaC.Ngl1基因定位
　　1)光葉突變體Nillaglossy的莖桿，葉片，花蕾及角果皮均不被蠟粉，表面油亮，整個(gè)生育期此表型都明顯可見(jiàn)。掃描電鏡掃描也顯示光葉突變體的莖干表面被少量的片狀和顆粒狀蠟質(zhì)晶體覆蓋而葉表面被少量顆粒狀晶體覆蓋。
　　2)遺傳分析結(jié)果表明該光葉表型受到兩對(duì)隱性基因控制。
　　3)利用F2群體篩選到5個(gè)可能的多態(tài)性標(biāo)記，選取G1組合中BC2代1∶1分離的16個(gè)株系取樣驗(yàn)證。結(jié)果表明只有SS

7、R標(biāo)記CB10443能在7個(gè)株系中表型出多態(tài)性，其他標(biāo)記均無(wú)多態(tài)性，說(shuō)明CB10443與控制光葉性狀的基因中一對(duì)基因連鎖，并將其命名為“BnaC.NGL1”。
　　4)通過(guò)AFLP技術(shù)和比較基因組開(kāi)發(fā)標(biāo)記，并利用包含1191個(gè)單株G1BC2群體將BnaC.NGL1鎖定在甘藍(lán)型油菜N11連鎖群SSR標(biāo)記gls41和gls79之間，它們之前的遺傳距離為0.16cM。兩個(gè)標(biāo)記在甘藍(lán)C01上的距離大約為230kb，包含約51個(gè)注釋的基因。