【摘 要】
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叶片大小和形态是株叶型的重要组成之一。适度的叶片卷曲能够增强叶片光合效率和降低叶片蒸腾作用,有助于提高植物生物产量。目前,在水稻、玉米等作物报道大量卷叶位点,小麦在卷叶基因方面的报道较少。本课题组前期从中国春(CS)EMS诱变群体中筛选到卷叶突变体T73,突变基因命名为rlT73(rolled leaf T73)。本研究通过石蜡切片观察、遗传分析和混池测序等方法定位卷叶基因rlT73并鉴定了候选基
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叶片大小和形态是株叶型的重要组成之一。适度的叶片卷曲能够增强叶片光合效率和降低叶片蒸腾作用,有助于提高植物生物产量。目前,在水稻、玉米等作物报道大量卷叶位点,小麦在卷叶基因方面的报道较少。本课题组前期从中国春(CS)EMS诱变群体中筛选到卷叶突变体T73,突变基因命名为rlT73(rolled leaf T73)。本研究通过石蜡切片观察、遗传分析和混池测序等方法定位卷叶基因rlT73并鉴定了候选基因。主要研究结果如下:(1)T73叶片内卷,并伴有株高降低,小穗发育异常,生育期推迟等现象。石蜡切片观察结果表明,T73较野生型CS的叶片下表皮细胞体积变小,数量增多,厚壁细胞缺失或异位,泡状细胞不明显,维管束及叶肉细胞分布异常。(2)以T73为母本,CS为父本构建分离群体。对F1、F2群体进行田间成株期叶片表型鉴定。遗传分析表明,T73卷叶表型受隐性单基因控制,暂命名为rlT73。利用T73×矮抗58(AK58)分离群体定位rlT73。对亲本、正常叶混池和卷叶混池进行小麦55K SNP芯片分析,在染色体1BL的237 Mb-551 Mb区间获得差异SNP富集。根据SNP位点成功开发了6对与rlT73连锁的KASP标记,将rlT73定位在kasp-Z19与kasp-Z21的2.1 c M区间。在定位区间进一步开发8对KASP标记,通过重组单株筛选及表型鉴定,将rlT73定位于标记kasp-Z45与kasp-Z37之间的16.7 Mb物理区间。(3)在中国春参考基因组V1.0上,rlT73的16.7 Mb定位区间内共有233个注释基因,包括68个高可信度和165个低可信度基因。其中,有2个为水稻卷叶同源基因,7个为中国春叶片高表达基因,6个为BSR-seq分析中在卷叶池和T73中相同,且与CS存在SNP差异的基因。共确定15个基因作为候选基因进行验证。其中,仅serine/threonine-protein kinase tousled-like(TSL)基因,在终止密码后的875 bp(3′-UTR)发生C-T的碱基突变,为rlT73可能的候选基因。(4)对T73×CS分离群体单株中TSL基因的3′-UTR测序,结果表明TSL突变位点(C1802T)与卷叶表型共分离;T73叶片的TSL表达水平较中国春显著降低。这些结果初步证明TSL即为rlT73。
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