1水稻白化突变体a/5942的遗传分析与精细定位植物叶片是光合作用的主要场所,水稻(Oiyza satiave)叶片叶色突变可直接或间接影响植物的光合效率,从而改变水稻产量。水稻叶色突变体的研究对水稻基因功能、叶绿素生物合成途径、植物光合作用机制、水稻遗传育种等方面都具有十分重要的作用。本实验利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理籼稻品种冈46B,获得一个能够稳定遗传的白化突变体al5942,并对该突变体进行了表型鉴定、遗传分析和基因定位,主要结果如下：(1)突变体al5942的形态特征及农艺性状：在成都温江自然条件下种植突变体al5942,该突变体在2-5叶期,植株叶片沿叶脉出现大区域白化,呈白条状。随植株不断生长,叶片白化面积逐渐变小,但至成熟期,叶脉附近及叶尖仍存在白化现象。测定其主要农艺性状发现,与野生型相比,突变体株高、穗平均着粒数、结实率、千粒重分别下降17.2%、14.8%、7.3%、4.8%。(2)突变体al5942的光合色素测定：对突变体al5942及其野生型苗期及抽穗期的色素进行测定发现,在苗期,突变体al5942在叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/b、类胡萝卜素上均极显著下降,分别下降54.05%、51.99%、60.00%、19.44%、32.50%。在抽穗期,与野生型相比除叶绿素a/b恢复正常外,叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量较苗期虽有所升高,但仍极显著低于野生型冈46B,分别下降51.45%、50.77%、53.60%、21.74%。(3)突变体的遗传分析：将突变体al5942分别与日本晴、明恢63杂交,F1植株均表现为绿色,F2群体苗期表现为正常绿苗与白化苗两种表型,经卡方(X2)测验,表明该白化表型受一对隐性核基因控制。(4)透射电子显微镜分析：利用透射电子显微镜对al5942突变体及其野生型4周龄时倒二叶中段进行观察发现，野生型中叶绿体含量丰富且膜系统发育完善,与之相比较,突变体叶绿体数目较少且基粒垛叠杂乱松散。(5)精细定位及候选基因确定：将突变体al5942分别与日本晴、明恢63杂交所得的F2作为定位群体,最终将目的基因定位于InDel标记132、133之间134.2kb物理区间内,该区域包含22个预测基因,均未有报道,故推测该基因为一个新的水稻白化突变基因。2水稻早衰基因d475的图位克隆衰老(senescence)是植物的一种细胞程序化死亡表现形式,对植物适应生存环境具有十分重要的生物学意义。大量研究表明水稻早衰将严重影响产量,深入研究早衰突变体,对培育抗衰老品种提高水稻产量、了解植物衰老调控机制都具有重要的意义。本实验通过EMS诱变水稻测序品种日本晴,获得一个能够稳定遗传的早衰突变体d475,并对该突变体进行表型鉴定和基因定位,主要结果如下：(1)突变体d475的形态特征及农艺性状：自然条件下,突变体d475苗期植株形态正常,与野生型比较无明显变化。但至抽穗期,突变体d475植株下部老叶叶尖开始呈黄白色,并逐渐向叶基部扩散,直至整个植株枯老死亡,而与之相比野生型仍呈翠绿色。测定其主要农艺性状发现,除千粒重、结实率、株高与野生型相比分别下降31.8%、44.4%、9.2%之外,穗长、单株有效穗数、穗平均着粒数所受影响均不显著。(2)突变体d475的光合色素测定：对突变体d475与早衰性状相关的三个重要时期的色素进行测定发现,在突变体早衰性状表达前(抽穗前),突变体各色素含量与野生型相比,均无显著变化。随着衰老进程的延续,突变体内各光合色素迅速降解,至衰老终末(成熟末期)d475中叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/b和类胡萝卜素分别下降78.95%、80.00%、76.67%、13.49%、62.50%,突变体叶肉细胞内膜系统几乎完全降解。(3)透射电子显微镜分析：利用透射电子显微镜对突变体与衰老相关的三个阶段的倒二叶中段进行观察发现,衰老前(抽穗期前)突变体叶肉细胞的亚显微结构与野生型无明显差异,随着衰老进程开始,d475叶绿体内基粒栈开始变大、变少,变得无序,球状体开始出现,细胞器逐渐降解。(4)精细定位及候选基因确定：结合并修正本实验室王平渝的前期定位结果,将突变体d475与冈46B杂交所得到的F2作为定位群体,最终将突变基因定位在第10染色体44.9 kb的物理区间内,该区间内包含9个预测基因。分别在d475和野生型日本晴中对这9个基因进行扩增、测序、比较,发现与野生型相比突变体d475中仅基因D475存在两个位点的突变,即突变体在ATG开始处147位C突变为T,287位T突变为A。有关该基因的载体构建和转基因实验已在进行之中。