水稻颖壳类病斑突变体glmm1的鉴定与基因定位

徐欢; 周涛; 孙悦; 王木妹; 杨亚春; 马卉; 李浩; 徐大伟; 周海; 杨剑波; 倪金龙; 《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：[目的]鉴定水稻颖壳类病斑突变体,并进行基因定位,为基因克隆及其分子机制研究奠定基础.[方法]对野生型材料LR005和经EMS诱变得到的颖壳类病斑突变体glmm1(glume lesion mimics mutant 1)进行农艺性状分析、扫描电镜分析、DAB染色和全硅含量测定.glmm1与广亲和材料L422杂交获得的F2群体用于遗传分析,利用图位克隆和BSA-seq方法进行基因定位.[结果]突变体glmm1在抽穗10 d后颖壳和叶片逐渐出现褐色斑点,成熟后颖壳完全呈现褐色.与野生型相比,突变体的株高、穗长、每穗总粒数、结实率和千粒重等都极显著降低.DAB染色表明glmm1颖壳和叶片的活性氧含量增多;扫描电镜显示突变体颖壳和叶片表面硅质细胞皱缩.遗传分析结果表明,突变体glmm1的颖壳类病斑表型受到一对隐性基因控制.利用glmm1与L422的F2分离群体,通过图位克隆和BSA-seq等策略将glmm1定位在水稻第2染色体上68 kb的区间内.该区间内有10个候选基因.序列分析发现该区间仅有一个SNP位点,位于基因Lsi1(LOC_Os02g51110)的第5个外显子上,导致第238位氨基酸由异亮氨酸变为苏氨酸.对颖壳和叶片全硅含量的测定表明,glmm1突变体中硅的积累减少,说明GLMM1可能是Lsi1的等位突变.[结论]GLMM1是Lsi1新的等位突变基因,该突变造成植株硅含量的降低和活性氧的积累,致使颖壳和叶片产生褐色类病斑.

关键词： 水稻 突变体 类病斑 硅转运蛋白 基因定位