质体ACCase Trp-1999-Leu突变对小麦田菵草生长适合度的影响

为了明确质体乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)Trp-1999-Leu突变对小麦田菵草生长适合度的影响,以ACCase基因CT区域的1999位纯合突变型(Leu/Leu, RR)和纯合野生型(Trp/Trp, SS)菵草为对象,采用温室盆栽法探究两种基因型菵草在早期生长阶段及营养生长阶段的株高及地上生物量、成熟期的繁殖力,在室内与田间不同条件下测定两种基因型菵草与小麦竞争能力的差异,以期明确在无除草剂选择压力下该位点突变对菵草生长的影响。结果表明,在菵草生长早期的10~15 d,RR型菵草的生物量和株高分别比SS型低24.9%和11.5%;在营养生长阶段,RR型菵草的相对生长速率(RGR)和净同化率(NAR)分别比SS型菵草低18.2%和28.6%,叶面积比(LAR)高于SS型14.0%,但是二者的地上生物量无显著差异。在成熟期,RR分配给生殖器官的资源更少,无论是繁殖力还是平均植株总种子重量均显著低于SS,分别低13.1%、11.4%。竞争力方面,在室内条件下,随着小麦密度的升高,RR基因型菵草地上生物量及种子产量均显著低于SS型;在田间试验中也证实了室内研究的结果,RR型与SS型菵草相比,与小麦的竞争力更弱。因此,ACCase Trp-1999-Leu基因突变会使抗性菵草产生明显的繁殖力和竞争力适合度代价,研究结果可为该基因型菵草的进化和治理提供一定的理论基础。

ACCase Trp-1999-Leu突变对菵草种子萌发的影响

为了确定菵草(Beckmannia syzigachne)乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-coenzyme A carboxylase,ACCase)Trp-1999-Leu突变对种子萌发的影响,采用衍生酶切扩增序列多态性法(derived cleaved amplified polymorphism sequences,dCAPS)从JS-26种群中分离出基因背景一致的1999位突变纯合子(1999Trp/Trp,RR)和野生型(1999Leu/Leu,SS),并在室内测定其种子萌发的动态差异,及在pH、水分、盐等胁迫下的萌发差异。结果表明,Trp-1999-Leu突变能够提高菵草种子的萌发率,使菵草种子在偏酸性或偏碱性条件下的萌发率降低;但能显著提高菵草种子萌发对水分和盐胁迫的耐受力,水势为-0.4 MPa时,RR萌发率比SS高23个百分点,NaCl浓度为80 mmol/L时,RR的萌发率为SS的4.4倍。