一个新的小麦黄化突变体的遗传研究

通过对冬小麦"西农1718"自然黄化突变体多年连续自交、与突变亲本回交以及与其他基因型进行正反交,研究突变性状的遗传规律。观察统计发现,突变体中金黄株发育至抽穗-开花期前后死亡,黄-绿株自交后代表现为1金黄株︰2黄-绿株︰1绿株,绿株自交后代不再分离;黄-绿株与突变亲本回交及与其他基因型正反交,后代均表现为1黄-绿株︰1绿株。遗传分析表明,该小麦黄化突变体是由一对核基因控制的不完全显性遗传,其中,金黄株是纯合体(au/au),表现为致死,黄-绿株为杂合体(Au/au),绿株为纯合体(Au/Au)。

小麦品系“西农1718”黄化突变体的主要农艺性状及细胞遗传学观察

为探究冬小麦品系“西农1718”自然黄化突变体的突变原因，连续多年对该突变体进行田间观察、记载和考种，并对其花粉母细胞减数分裂和花粉粒活性进行观察和检测。结果发现，突变体叶色自出苗即与突变亲本有差异，随着生育进程，黄化程度加深。其中，极端黄化类型（金黄株）植株矮小，孕穗期至开花期前后死亡；黄一绿中间型植株茎、叶、穗呈不同程度的黄绿色，发育时期较突变亲本晚6～8d，苗相显弱，能结实，但结实率、粒重和发茅率有所降低。黄绿中间型突变体花粉母细胞染色体数目和减数分裂正常，花粉活力也正常。

小麦黄化突变体类囊体蛋白组分及叶绿素的合成特性

为进一步探讨冬小麦品系'西农1718'自然黄化突变体的突变机制,利用SDS-尿素-聚丙烯酰胺凝胶电泳对该黄化突变体及其突变亲本叶绿体类囊体蛋白组分进行比较研究。结果表明,与突变亲本相比,黄绿株(黄化程度较轻的中间型)的60~64 kD和42~54 kD多肽无明显变化,而绿黄株(黄化程度较深的中间型)和金黄株显著减少,且金黄株减少幅度大于绿黄株;黄绿株、绿黄株的33~35 kD多肽表达量明显低于突变亲本,且绿黄株减少幅度大于黄绿株;23和27 kD多肽在突变体中的变化最为显著,金黄株缺失,黄绿株和绿黄株也大幅降低;16~19 kD多肽,黄绿株与突变亲本无明显差异,金黄株和绿黄株大幅度降低。对叶绿素生物合成主要前体物质累积量分析表明,金黄株、绿黄株和黄绿株的δ-氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(PBG)、尿卟啉III(UrogenⅢ)、粪卟啉原Ⅲ(CoprogenⅢ)和原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)的含量均高于突变亲本,且随突变体黄化程度加深而递增,尤其ProtoⅨ累积更为显著,分离绿株与突变亲本无差别;而金黄株、绿黄株和黄绿株自ProtoⅨ以后的中间产物镁原卟啉(Mg-ProtoⅨ)、原脱植基叶绿素酸酯(Pchlid...

忽地笑二级侧脉凸起突变体相关基因表达差异分析与克隆

忽地笑Raised Secondary Lateral Veins(RSLV)突变体平行脉间横向二级侧脉显著凸起,生长不良,雄蕊完全退化。本研究利用表达型噬菌体载体ZAP构建了野生型和突变体忽地笑叶片cDNA文库,分别随机挑取cDNA克隆进行5′端测序,共得到3,122条有效ESTs。利用这些ESTs序列,选择非冗余基因,设计512条70mer的特异性序列为寡核苷酸探针,制作芯片,对忽地笑野生型和突变体叶器官进行基因表达谱分析。进一步采用实时定量PCR技术验证芯片实验结果,最终确定所检测的基因中,有5个基因在突变型和野生型间表达差异显著,分别是韧皮部蛋白2(phloem protein2,PP2)、铁蛋白(ferritin)、果胶甲酯酶(pectin methyl esterases,PMEs),以及叶绿素a/b结合蛋白和丙酮酸脱羧酶等。克隆获得了其全长cDNA,并探讨了这些差异基因与忽地笑突变型形成的可能关系。