水稻黄绿叶突变体djyg的遗传分析与基因定位
水稻黄绿叶突变体d j y g 的遗传分析与基因定位
李智强１,２,３一朱丹１,２,３一王志龙１,２一丁波３一王国梁１,
２,３,?(１湖南农业大学农学院,长沙４１０１２８;２作物基因工程湖南省重点实验室,长沙４１０１２８;３中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室,北京１００１９３;?通讯联系人,E Ｇm a i l :w a n g
．６２０＠o s u ．e d u )G e n e t i cA n a l y s i sa n d G e n e M a p p i n g o faY e l l o w ＧG r e e nL e a f M u t a n t d j y g i n R i c e
L I Z h i Ｇq i a n g １,２,３,Z HU D a n １,２,３,W A N G Z h i Ｇl o n g １,２,D I N G B o ３,W A N G G u o Ｇl i a n g
１,２,３,?(１C o l l e g e o f A g r o n o m y ,H u n a nA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,C h a n g s h a４１０１２８,C h i n a ;２C r o p G e n eE n g i n e e r i n g K e y L a b o r a t o r y o f
H u n a nP r o v i n c e ,C h a n g s h a ４１０１２８,C h i n a ;３S t a t eK e y L a b o r a t o r y f o rB i o l o g y o f P l a n tD i s e a s e s a n d I n s e c t P e s t s ,I n s t i t u t e o f P
l a n t P r o t e c t i o n ,C h i n e s eA c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,B e i j i n g １００１９３,C h i n a ;?C o r r e s p o n d i n g a u t h o r ,E Ｇm a i l :w a n g ．
６２０＠o s u ．e d u )
L I Z h i q i a n g ,Z HU D a n ,WA N GZ h i l o n g ,e t a l ．G e n e t i c a n a l y s i s a n d g e n em a p p i n g o f a y e l l o w Ｇg r e e n l e a fm u t a n t d j y g
i n r i c e ．C h i n JR i c eS c i ,２０１５,２９(６):６０１Ｇ６０９．
A b s t r a c t :A s p o n t a n e o u s y e l l o w Ｇg r e e n m u t a n t w a so b t a i n e df r o m t h e j a p o n i c ar i c ec u l t i v a r D o n g j
i ni nt h ef i e l d ,d e s i g n a t e da s d j y g ．
T h e m u t a n t s h o w e do b v i o u s y e l l o w Ｇg r e e nl e a f p h e n o t y p ea t t h es e e d l i n g s t a g eb u t t h ec h l o r o t i c l e a v e s r e t u r n e d t o g r e e n a f t e r t h e h e a d i n g s t a g e ．C o n s i s t e n tw i t h t h e p h e n o t y p e ,t h e c h l o r o p h y
l l b c o n t e n t o f t h em u t a n t w a s r e d u c e db y ５３％,６２％a n d ３６％a t t h e s e e d l i n g ,t i l l e r i n g a n dh e a d i n g s t a g e s ,r e s p e c t i v e l y ,c o m p
a r e dw i t h t h a t o f t h ew i l d t y p e (WT )．A t t h e t i l l e r i n g s t a g e ,w e o
b s e r v e d t h a t t h e g r a n a s a n d t h y l a k o i d s t a
c k s
d i s p l a y
e d am e s s a n d l o o s e s t r u c t u r e ,a sw e l l a s l e s s d e n s i t y i n t h em u t a n t d j y g c
o m p a r e dw i t h t h eWTu n d e r a t r a n s m i s s i o n e l e c t r o nm i c r o s c o p y ．T h e t r a n s c r i p t i o n a l l e v e l s o f P O R A ,C a b １R ,P s b A w e r e a l s o d e c r e a s e d i n t h em u t a n t d j y g ．
G e n e t i c a n a l y s i s a n dm a p Ｇb a s e d c l o n i n g d e m o n s t r a t e d t h a t t h e p h e n o t y p e o f t h em u t a n tw a s c o n t r o l l e d b y am a j o r r e c e s s i v e n u c l e a r g
e n e ,w h i c h i s a na l l e l e o
f c h l o r o p h y l l s y n t h a s e Y G L １．T h em u t a n t d j y
g c a nb e u s e d a s a p
h e n o t y p
i cm a r k e r i n r i c e b r e e d i n gp r o g r a m s i n c e t h em a i na g r o n o m i c t r a i t s o f t h em u t a n t d
j y g a
r en o r m a l c o m p a r e dw i t h t h o s e o f t h eWT．K e y w o r d s :O r y z a s a t i v a L ．;y e l l o w Ｇg r e e n l e a f ;m u t a n t ;m a p Ｇb a s e d c l o n i n g 李智强,朱丹,王志龙,等．水稻黄绿叶突变体d j y g 的遗传分析与基因定位．
中国水稻科学,２０１５,２９(６):６０１Ｇ６０９．摘一要:在粳稻品种D o n g j i n 大田种植过程中,发现一个黄绿叶自然突变体,命名为d j y g .该突变体在苗期表现明显的黄绿
叶表型,抽穗以后,叶色逐渐恢复正常.叶绿素含量测定结果表明,在苗期二分蘖盛期及抽穗期叶绿素b 的含量分别下降
５３％二６２％二３６％.电镜结果表明,分蘖期突变体中基粒二类囊体垛堆凌乱二排列疏松,类囊体基质较为稀薄.q R T ＧP C R 结果
证实,P O R A 二C a b １R 二P s b A 的表达量在突变体中均较野生型明显下调.遗传分析结果表明,黄绿叶突变体d j y g 由一对隐性主效核基因控制,图位克隆确定该候选基因为编码叶绿素合成酶基因Y G L １的一个新等位基因.该突变体未影响植株的主要农艺性状,可作为一个理想的表型标记应用于杂交稻育种工作中.关键词:水稻;黄绿叶;突变体;图位克隆
中图分类号:Q ３４３．５;S ５１１．０３２一一一一一一文献标识码:A一一一文章编号:１００１Ｇ７２１６(２０１５)０６Ｇ０６０１Ｇ０９
一一水稻作为全球重要的粮食作物之一,
也是单子叶植物基础研究的模式生物[
１
].叶片是水稻重要器官,富含叶绿体,为光合作用的主要场所.在自然或人工诱变条件下,叶绿素合成二降解途经发生异常,或叶绿体结构二发育受到影响可导致叶色突变体产
生[
２,３
].叶色突变体作为研究叶绿素合成与代谢途径二光合作用机制的遗传材料,受到了广泛关注.由于叶色表型明显二遗传稳定二调查便捷,因此,叶色突变体可作为表型标记应用于杂交稻育种工作中[
４Ｇ６
].一一叶色突变体作为理想的遗传材料,
为阐明叶绿收稿日期:２０１５Ｇ０６Ｇ１８;修改稿收到日期:２０１５Ｇ０７Ｇ０９.基金项目:国家自然科学基金资助项目(３１３７１９２８);教育部 创新团队发展计划 资助项目(I R T １２３９
);湖南省高校科技创新团队项目(２０１２
).１
０６中国水稻科学(C h i nJR i c eS c i ),２０１５,２９(６):６０１－６０９
h t t p ://w w w．r i c e s c i ．c n D O I :１０．３９６９/j
．i s s n ．１００１Ｇ７２１６．２０１５．０６．００６
素合成与代谢及光合作用机制,提供了大量分子证据与理论支持.迄今为止,１５０多个叶色突变体基因被定位于水稻１２条染色体上,至少有５３个水稻叶色突变体基因被克隆[７Ｇ９].这些被克隆的基因主要参与叶绿体分化二发育二叶绿素合成与降解途径[１０Ｇ１５],如叶绿素合成酶主要参与叶绿素合成,但在编码该蛋白的基因突变体y g l１中,由于叶绿素合成受阻,主要表现为重要农艺性状正常,但黄绿叶色表型明显,叶绿素含量下降[１６].水稻中香叶酰还原酶(C H L P)催化基二磷酸还原成植基二磷酸,为叶绿素的合成提供原始材料.W a n g等[１７]研究表明,香叶酰还原酶基因发生突变后,水稻叶绿素含量明显下降,叶绿体发育异常,植株全生育期生长受阻. W a n等[１８]研究表明金属ＧβＧ内酰胺酶嵌合蛋白参与调控苗期叶绿体发育,该基因突变后,水稻植株在三叶期之前呈明显黄绿叶表型,叶绿体发育异常,叶绿素含量下降.因此,新叶色相关基因的定位与克隆,将为阐明叶绿素合成和降解代谢途径二叶绿体发育二光合作用机理提供重要的遗传材料与理论依据.
本研究在粳稻品种D o n g j i n中获得一个黄绿叶自然突变体d j y g.该突变体在苗期呈明显黄绿叶表型;抽穗后,黄绿叶色表型逐渐恢复正常.本研究对该突变体表型二生理特征二叶绿体亚显微结构进行了分析与观察,并通过遗传分析与图位克隆,确定D J Y G突变位点的候选基因.该突变体未影响植株的主要农艺性状,可作为一个理想表型标记应用于杂交稻育种工作中.
１一材料与方法
１．１一供试材料
在粳稻品种D o n g j i n的大田种植过程中,发现一个黄绿叶自然突变体,命名为d j y g.经过连续多代自交与选择,获得遗传性状稳定的黄绿叶突变体.将d j y g分别与D o n g j i n二籼稻品种９３１１杂交得到F１,F１自交得到F２分离群体,构建两个F２遗传分离群体.２０１３年将两个F２分离群体与亲本材料均种植于中国农业科学院植物保护研究所廊坊实验基地(N１１６?３８?０７?,E３９?２８?４２?)用于水稻材料表型观察二农艺性状调查与遗传分析,期间大田常规水肥管理.
１．２一叶绿素含量的测定
于苗期二分蘖盛期及抽穗期分别取黄绿叶突变体d j y g与野生型D o n g j i n倒２叶样品.每一时期各取３株设定生物学重复.参照L i c h t e n t h a l e r 等[１９]的方法测定叶绿素a与叶绿素b含量.１．３一叶绿素合成与代谢途径相关基因表达分析采用T r i z o l法[２０]提取黄绿叶突变体d j y g与野生型D o n g j i n分蘖盛期倒２叶样品总R N A,经D N a s e I消化后,以O l i g od T为引物合成c D N A第一链.利用q R TＧP C R方法,分析叶绿素合成与代谢途径相关基因在黄绿叶突变体d j y g与野生型D o n g j i n中的表达.内参基因为U b i q u i t i n(N C B I L o c u s:A F１８４２８０).q R TＧP C R反应体系(２０μL)包括c D N A３０n g,S Y B R P r e m i xE xＧT a q(２?)１０μL,上下游引物(１０μm/L)各２μL,灭菌水添加至２０μL.每个样品３个重复.q R TＧP C R反应程序如下:９５?下预变性３０s,９５?下变性１０s,５６?下退火３０s,７２?下延伸３０s,４８个循环,所需引物见表１.
１．４一水稻叶片叶绿体亚显微结构电镜观察
将黄绿叶突变体d j y g与野生型D o n g j i n分蘖盛期倒２叶叶片切成１mm?１mm大小方块,浸于２．５％戊二醛中抽真空固定.电镜样品制备好后,于清华大学生物医学测试中心用日本日立公司HＧ７６５０B型透射电子显微镜观察叶绿体亚显微结构.１．５一黄绿叶突变基因的定位及候选基因的确定于分蘖盛期取９３１１?d j y g的F２定位分离群体叶片样品,采用C T A B法[２１]提取水稻基因组D N A.利用混池法(B u l k e dS e g r e g a n tA n a l y s i s,B S A),分别随机选取正常叶色与突变体各１０株用于连锁分析.选取在d j y g与９３１１之间存在多态性的１８９对S S R分子标记扩增上述D N A模板,以d j y g和９３１１为对照.上述S S R分子标记来自于G r a m e n e (h t t p://w w w．g r a m e n e．o r g/),由华大科技(北京)公司合成.P C R反应体系(２０μL)如下:D N A模板３０n g,上下游引物(１０μm/L)各１μL,E a s y T a q s uＧp e r M i x(２?)１０μL,灭菌水添加至２０μL.P C R反应程序如下:９５?预变性３０s,９５?下变性１５s,５６?下退火２０s,７２?下延伸２０s,７２?下延伸１０m i n,１６?下保存,３２个循环.
P C R产物经８％非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,０．１％A g N O３染色后,用甲醛在碱性条件下显色,分析F２群体基因型,以确定黄绿叶突变体d j y g突变位点与分子标记的连锁关系,进而对黄绿叶突变体
２０６中国水稻科学(C h i nJR i c eS c i)一第２９卷第６期(２０１５年１１月)
表１一荧光定量P C R 所需引物
T a b l e １．P r i m e r f o r q u a n t i t a t i v e r e a l Ｇt i m eP C R．
引物名称P r i m e r n a m e
正向引物(５?Ｇ３?
)F o r w a r d p r i m e r (５?Ｇ３?
)反向引物(５?Ｇ３?
)R e v e r s e p r i m e r (５?Ｇ３?
)H E MA １C G C T A T T T C T G A T G C T A T G G G T G A G C A C A G C A A A A T C C T A G A C G P O R A
T G T A C T G G A G C T G G A A C A A C A A G A G C A C A G C A A A A T C C T A G A C G V １(N U S １)T G G A G G T C G G G A C A G A G G A C G A G G A G C A C C A C C A T C A C C a b １R A G A T G G G T T T A G T G C G A C G A G T T T G G G A T C G A G G G A G T A T T T C A O １G A T C C A T A C C C G A T C G A C A T C G A G A G A C A T C C G G T A G A G C R b c L C T T G G C A G C A T T C C G A G T A A A C A A C G G G C T C G A T G T G A T A O s P P R １C T A A G A C C G A A T G A C A A A T G C G C A C T G C C A A C A A G A A T A C C V ２C G A C A A G C A G A G C G A A G C G A G G T T G C T G C T C C T T G A A T G T C a b ２R T G T T C T C C A T G T T C G G C T T C T G C T A C G G T C C C C A C T T C A C T P s a A G C G A G C A A A T A A A A C A C C T T T C G T A C C A G C T T A A C G T G G G G A G P s b A C C C T C A T T A G C A G A T T C G T T T T A T G A T T G T A T T C C A G G C A G A G C S P P
C G G A G A G G A A A C A T A A T G A C
A T A G G C A T T T G T C T T T G T C T C
d j y g 中D
J Y G 基因进行初步定位与精细定位.根据水稻数据库(h t t p ://r i c e ．p l a n t b i o l o g y
．m s u ．e d u /)数据信息,对候选基因进行序列分析,设计引物,选用东洋坊K O DP l u s 酶,D o n g j i n 与黄绿叶突变体d j y g 候选基因C D S 序列,P C R 产物送华大科技(北京)公司进行测序,测序结果用S e Ｇ
q
u e n c h e r 软件进行分析,以确定突变位点.１．６一I n D e l 标记的开发
根据N C B I (h t t p ://w w w．n c b i ．n l m．n i h ．g o v /)数据库中９３１１与日本晴基因组数据,利用B L A S T
比对工具,对目标区域进行序列比对,利用P r i m e r
P r e m i e r ５开发I n D e l 标记,
用于黄绿叶突变体d j y g D J Y G 基因的精细定位(表２).P C R 产物用３％琼脂糖凝胶电泳,经E B 染色后,在凝胶成像仪上观察并记录结果.
２一结果与分析
２．１一黄绿叶突变体d j y g 的表型分析
黄绿叶突变体d j y g (图１ＧA )在苗期二分蘖盛期与抽穗期均呈现黄绿叶色表型(图１ＧB ~D ),但抽穗以后,叶色表型逐渐恢复正常.其中,苗期二分蘖盛期黄绿叶色表型较为明显(图１ＧB ,C ).叶绿素含量测定结果表明,叶绿素a 含量在苗期二分蘖盛期以及抽穗期均未发生明显变化;但在苗期二分蘖盛期二抽穗期叶绿素b 含量分别下降５３％,６２％和３６％(
图２).黄绿叶突变体d j y g 的主要农艺性状如株高二穗长二单株有效穗数二每穗总粒数二结实率二千粒重等较野生型均未发生明显变化(表３
)
.A－分蘖盛期;B －苗期叶片;C －分蘖盛期叶片;D－抽穗期叶片.
A ,P l a n t s a t t h e f u l l y t i l l e r i n g s t a g e ;
B ,L e a v e s a t t h e s e e d l i n g s t a g e ;
C ,L e a v e s a t t h e t i l l e r i n g s t a g e ;
D ,L e a v e s a t t h eh e a d i n g s t a g
e ．图１一野生型D o n g j
i n 与突变体d j y g 表型F i g ．１．P h e n o t y p e o fw i l d Ｇt y p eD o n g j
i n a n dm u t a n t d j y g ．３
０６李智强等:水稻黄绿叶突变体d j y g 的遗传分析与基因定位
表２一精细定位和测序所用分子标记
T a b l e２．M a r k e r s u s e d f o r f i n em a p p i n g a n d s e q u e n c i n g．
引物名称P r i m e r n a m e
引物类型
P r i m e r t y p e
正向引物(５?Ｇ３?)
F o r w a r d p r i m e r(５?Ｇ３?)
反向引物(５?Ｇ３?)
R e v e r s e p r i m e r(５?Ｇ３?)
产物大小(b p)
P r o d u c t s i z e(b p)
HMＧ１I n D e l T T A G G C A C A C T T G G C A G A C A A G A G A T G A C A C G G T T T G G G G２００HMＧ２I n D e l G G C A T A A G A G G T A C T T C T G G G A T G A A G G C A C A A T T T A G G T G A A C G１８３HMＧ３I n D e l C C C T G C A A T G C A A A C G A G A G T C C T C A T T C G A T T A G T C G G C G１６８HMＧ４I n D e l A A T T G G G C C A T C T G T A C G C A A T T T T T G C C C T T C A A C C G C C１７６HMＧ５I n D e l C C T G G G T T A A G G C A G G T T C G A G A G T G A G T A C C A C C A C C G T A２０４HMＧ６I n D e l G G G G T C G C G T G G A A A A T T A C T C C T A C C G T G T G G T T A C G T G２４９HMＧ７I n D e l A G T A C G C T T C G T G T G G A T G G G G A A G T G C C A G C T C A T G A T T２３７HMＧ８I n D e l T C G A C A T A T A C A G C G C G G A C T A G G G A G T A C G C T C C C A T G T２３５HMＧ９I n D e l T G C C T A T G C T T C C T T T C G T G A C A C A T G T G C A A A C G T G T G A T１６５HMＧ１０I n D e l T C C C G C C A T G G T T A T G C T T T T A C C G A G T G C A G G G T A G T C A２２５HMＧ１１I n D e l C A T C C G G T C A A A C G T C C G A T G C C G G C C T G C T A T G T T T T T A１１５HMＧ１２I n D e l T C C A T T T C G G C T C T A G T T G T G T A T A A G G G C T A T G G C T G G T T C１２３HMＧ１３I n D e l G C C T C G T A C C A T C G G A T A C T C T A T T T C C A T A C G C G G T T G C T C１１２HMＧ１４I n D e l A C T A C G A A T C T G G A C A T A C A T A A G A G T G A G A A G C A C A T A T T G T A１５６HMＧ１５I n D e l C T T C G T G C T T A C G G T G G C G G G C A T G A C A G G C A A A C T G C１７８HMＧ１６I n D e l C C T A C C C T C C A A C C C A T A C A C A A A G C C G A C G C T A A T C T１６８HMＧ１７I n D e l A G G G T C G T C G G A A C A A G G T G C C G T A G G G C G T C A T C２５０HMＧ１８I n D e l G C T G T C C T T C T T A T A G G C G C G G A G G C A T A G C T T G C１７７HMＧ１９I n D e l A C T A C T C C G T A T G T C C G T G C T A G T C T A C G C A T G G G C T T C C１６７HMＧ２０I n D e l T T G A T T C A G G T G G T G A T G T C T T G G A T T A T T T G C G A G A C２００HMＧ２１I n D e l T A C T C C C T C C A T T T C A G C A T A G T C A T T A A C T A G C A C C T C T T T T１８３HMＧ２２I n D e l T A C T G T T G C A C A T A G G G T T C T A C T T C A A A T G T A T G T C C G T１５３HM S１d j y g测序
d j y g s
e q u e n c i n g
G G G T C A A A A A C A T C G C G T T A A A C C T A G C T C C A C C A A C A G T１３０９
２．２一黄绿叶突变体d j y g的叶绿体亚显微结构分析电镜结果表明,野生型D o n g j i n叶绿体发育正常,基粒二类囊体垛堆整齐二排列紧密二类囊体基质浓厚;但在突变体d j y g的叶绿体中,基粒与类囊体结构均呈明显异常,主要表现为基粒二类囊体垛堆凌乱二排列疏松二类囊体基质稀薄等(图３).上述结果表明黄绿叶突变体d j y g中除叶绿素b含量下降外,叶绿体基粒与类囊体结构和发育也受到影响.２．３一叶色相关基因表达分析
笔者利用q R TＧP C R 方法检测了叶色相关基因
A－苗期;B－分蘖盛期;C－抽穗期;??表示在０．０１水平上差异显著;B a r值代表标准误.
A,S e e d l i n g s t a g e;B,F u l l y t i l l e r i n g s t a g e;C,H e a d i n g s t a g e．??r e p r e s e n t s s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s a t０．０１l e v e l;B a r v a l u e r e p r e n s e n t s s t a n d a r d e r r o r．
图２一野生型D o n g j i n与突变体d j y g不同生育期叶绿素含量
F i g．２．C h l o r o p h y l l c o n t e n t s i nw i l dＧt y p eD o n g j i n a n dm u t a n t d j y g a t d i f f e r e n t g r o w t h s t a g e s．
４０６中国水稻科学(C h i nJR i c eS c i)一第２９卷第６期(２０１５年１１月)
表３野生型D o n g j i n与黄绿叶突变体d j y g主要农艺性状(平均数?标准差,t检验) T a b l e３．A g r o n o m i c t r a i t s o fw i l dＧt y p eD o n g j i n a n dm u t a n t d j y g(m e a n?S D,tＧt e s t)．
材料M a t e r i a l
株高
P l a n t h e i g h t
/c m
穗长
P a n i c l e l e n g t h
/c m
单株有效穗数
N o．o f p a n i c l e s
p e r p l a n t
每穗总粒数
N o．o f s p i k e l e t s
p e r p a n i c l e
结实率
S e e dＧs e t t i n g r a t e/％
千粒重
１０００Ｇg r a i n
w e i g h t/g
D o n g j i n９０．６８?０．５４１８．９?０．５３４?１１１８?１９９．２４?０．２２２２．８４?０．７１d j y g９０．５５?０．４５１８．１?０．９３３?１１１６?１９８．８２?０．２１２２．３８?０．２８
的表达情况,包括叶绿素合成相关基因H E MA１(谷氨酰Ｇt R N A还原酶)二P O R A(N A D P H原叶绿素酸酯氧化还原酶A)二C A O１(叶绿素酸酯氧化酶１);叶绿体发育相关基因V１(定位于叶绿体的N U S２蛋白)二O S P P R１(三角状五肽重复蛋白)二V２(鸟苷酸激酶)二S P P(基质加工肽酶);光合作用相关基因C a b１R(捕光叶绿素a/b结合蛋白)二C a b２R (捕光叶绿素a/b结合蛋白)二R b c L(核酮糖Ｇ１,５Ｇ二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基)二P s a A(光系统Ⅰ叶绿素脱辅基蛋白Ⅱ)二P s b A(光系统Ⅱ醌结合蛋白). q R TＧP C R结果表明,P O R A二C a b１R二P s b A的表达量在突变体里较野生型均呈明显下调(图４),其他叶色相关基因表达无显著变化.
２．４一黄绿叶突变体d j y g定位群体的构建与遗传分析
为了确定黄绿叶突变体d j y g的遗传特性,在９３１１与d j y g二D o n g j i n与d j y g杂交得到的两个F２分离群体中,于分蘖盛期分别随机调查７８１株与８２２株叶色表型并统计分离比.结果发现,９３１１与d j y g F２分离群体中５９２株表现为正常叶色表型,１８９株表现为黄绿叶色表型;D o n g j i n与d j y g分离群体中６２９株表现为正常叶色表型,１９３株表现为黄绿叶色表型(表４).卡方测验表明,上述两个F２分离群体的正常叶色表型与黄绿叶色表型比例均符合３?１孟德尔分离比,说明黄绿叶突变体d j y g的黄绿叶色表型受一对隐性主效核基因控制.２．５一黄绿叶突变体D J Y G基因的精细定位
首先选用黄绿叶色表型的２１９株F２植株进行B S A分析,结果表明,位于第５染色体的S S R分子标记R M１１２７和R M３４３７与黄绿叶色表型共分离.根据重组数据分析,D J Y G基因位于R M１１２７与R M３４３７之间,距R M３４３７较近.进一步扩大定位群体,获得１９７６株黄绿叶色表型的F２植株,并应用新开发的I n D e l标记,最后将D J Y G基因精细定位于I n D e l标记HM１７与HM１９之间.根据水稻基因组数据库(h t t p://r i c e．p l a n t b i o l o g y．m s u．e d u/)数据信息,这一区域位于日本晴克隆A C１３６２２１上.
I n D e l标记HM１７与HM１９之间物理距离为１２k b,包含一个开放阅读框,登录号为L O C_ O s０５g２８２００(图５),预示该基因为D J Y G候选基因.利用一对覆盖D J Y G候选基因C D S区域的引物,分别扩增野生型与黄绿叶突变体d j y g
的
图３一分蘖盛期野生型D o n g j i n与突变体d j y g叶绿体亚显微结构(标尺＝１μm)
F i g．３．U l t r a s t r u c t u r e o f c h l o r o p l a s t s o fw i l dＧt y p eD o n g j i n a n dm u t a n t d j y g a t t h e f u l l y t i l l e r i n g s t a g e(B a r＝１μm)．
５０６李智强等:水稻黄绿叶突变体d j y g的遗传分析与基因定位
?,??分别表示在０．０５和０．０１水平上差异显著;B a r 值代表标准误.
?
,??r e p r e s e n t s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e a t ０．０１a n d ０．０５l e v e l s ,r e s p e c t i v e l y ;B a r v a l u e r e p
r e s e n t s s t a n d a r d e r r o r ．图４一q R T ＧP C R 分析野生型D o n g j
i n 与突变体d j y g 中叶色相关基因的表达.F i g ．４．E x p r e s s i o na n a l y s i s o f g e n e s a s s o c i a t e dw i t h l e a f c o l o r b yq R T ＧP C R i nw i l d Ｇt y p eD o n g j
i na n dm u t a n t d j y g ．c D N A .测序结果表明,在黄绿叶突变体d j y g 中
D J Y G 基因位于３９５位置的碱基C 突变为T ,
对应的氨基酸由S e r (S )Ｇ１３２替换为P h e (F )Ｇ１３２.由于
D J Y G 基因已由W u 等[１６]
注释为Y G L １,Y G L １突变导致对应的氨基酸由P r o (P )Ｇ１９８替换为S e r (S )Ｇ
１９８,因此,我们推测D J Y G 基因为Y G L １的一个功
能下降的新等位基因.
３一讨论
本研究中的黄绿叶突变体d j y g 是自然突变产
生的,该突变体苗期二分蘖盛期呈明显黄绿叶表型;抽穗后,叶色表型逐渐恢复正常,且重要农艺性状未发生明显变化.本研究对该突变体表型二生理特征二叶绿体亚显微结构进行分析与观察,并对该突变体进行遗传分析,通过图位克隆,将D J Y G 基因精细定位于第５染色体的I n D e l 标记HM Ｇ１７与HM Ｇ１９
之间,约１２k b 基因组区域内.该区域包含一个开
放阅读框,登录号为L O C _O s ０５g
２８２００,已被W u 等[１６
]注释为编码叶绿素合成酶的Y G L １基因.对该区域内的开放阅读框进行序列比对分析表明,位
表４一突变体d j y g 的遗传分析
T a b l e ４．G e n e t i c a n a l y
s i s o fm u t a n t d j y g ．组合C r o s s
总株数T o t a l n u m b e r o f p l a n t s 正常植株N o ．o f n o r m a l
p l a n t s 黄绿植株N o ．o f y e l l o w g
r e e n p l a n t s χ２
(３?１
)χ２
０．０５
９３１１?d j y g ７８１５９２１８９０．２３３．８４D o n g j i n ?d j y g
８２２
６２９
１９３
０．９３
３．８４
６
０６中国水稻科学(C h i nJR i c eS c i )一第２９卷第６期(２０１５年１１月)
A－D J Y G基因的初步定位;B－D J Y G基因被定位于HMＧ１７与HMＧ１９之间的１２k b范围内;C－HMＧ１７与HMＧ１９之间的１２k b范围内含有一个O R F,登录号为L O C_O s０５g２８２００;D－序列比对分析结果表明,D J Y G候选基因的C D S序列中第３９５个碱基C突变为T,导致D J Y G 候选基因编码蛋白的第１３２个S e r突变为P h e.
A,P r i m a r y m a p p i n g o f D J Y G o n c h r o m o s o m e５;B,F i n em a p p i n g o f D J Y G g e n e i n t h e１２k b r e g i o nb e t w e e n t h em a r k e r sHMＧ１７a n dHMＧ１９o n c h r o m o s o m e５;C,O n eO R Fb e t w e e n t h em a r k e r sHMＧ１７a n dHMＧ１９,a n d t h e l o c u s i sL O C_O s０５g２８２００;D,S e q u e n c e a n a l y s i s r e s u l t d e m o n s t r a t s t h a t t h eC D So f D J Y G c a n d i d a t e g e n e c a r r i e s o n e p o i n tm u t a t i o n(C３９５T),r e s u l t i n g i n t h e s u b s t i t u t i o no f P h e f o r S e r i n１３２．图５一D J Y G基因的图位克隆
F i g．５．M a pＧb a s e d c l o n i n g o f D J Y G．
于叶绿素合成酶Y G L１基因３９５位置的碱基发生了突变,由碱基C突变成碱基T,对应的氨基酸由S e r (S)替换为P h e(F).因此,推测D J Y G基因是Y G L１基因的新等位基因.前人研究表明,图位克隆技术可有效定位并分离叶色突变体基因.例如,突变体c h l１在苗期呈明显黄绿叶色表型,抽穗以后叶片逐渐恢复正常绿色,图位克隆证实该突变体由c h l１基因的单碱基突变导致,突变位于第８个外显子的第１１７８位点,碱基由G突变为A,导致第３９３位点的氨基酸由A r g(R)变为G l n(Q)[２２];y g l３基因突变后,植株全生育期表现出明显的黄绿叶色表型,并有重要农艺性状的改变,如千粒重下降二植株变矮等,图位克隆结果表明该突变体由y g l３基因的单碱基突变导致,突变位于第６个外显子的第１００９个碱基,由G突变为C,导致第３３７位点的氨基酸由A l a(A)变为T h r(T)[９];y g l９８基因突变后,植株全生育期表现出明显的黄绿叶表型,并有重要农艺性状的改变,如千粒重下降,图位克隆发现该突变体由y g l９８基因的单碱基突变导致,突变位于第１０个外显子的第１５２２位点,碱基由G突变为A,导致第５０８位点的氨基酸由A l a(A)变为T h r (T)[２３].
本研究初步确定D J Y G为Y G L１的新等位基因.突变体d j y g的苗期二分蘖盛期叶绿素含量测定表明,突变体d j y g在这两个阶段存在一定含量的叶绿素b,因此,突变体d j y g为一个导致Y G L１基因功能下降的突变体,而非功能丧失突变体.
d j y g的突变位点与W u等[１６]y g l１位点不同,但二
７０６
李智强等:水稻黄绿叶突变体d j y g的遗传分析与基因定位
者表型基本一致,叶绿素含量明显下降,呈黄绿叶色表型,抽穗以后,叶色均逐渐恢复接近正常,表明Y G L１蛋白的这两个位点氨基酸对叶绿素合成起重要作用,但可能由于突变位点的不同与遗传背景的差异,导致本研究的突变体中叶绿素a的含量未出现明显的变化.W u等[１６]的研究结果中,Y G L１突变位点位于该蛋白催化区域的核心位置,而本研究中d j y g的突变位点偏离该位点６２个氨基酸,这样的突变差异可能会对叶绿素a与叶绿素b合成或二者循环途径造成影响[２４].抽穗以后,叶色逐渐恢复正常,可能水稻中其他一些叶绿素合成相关基因表达被激活或表达上调,促进叶绿素b的合成,提升了叶绿素b含量,或促进叶绿素a向叶绿素b转变,使得叶色表型逐渐恢复正常[２５,２６].分蘖盛期的叶色相关基因表达分析结果表明,突变体d j y g中P OＧR A二C a b１R二P s a A表达量较野生型明显下降,其中C a b１R表达结果与W u等[１６]研究结果一致,但W u 等未发现P O R A与P s b A表达量在突变体y g l１中下降.P O R A的表达受光照的调节,在强光照条件下,该基因的表达受到抑制[２７].在本研究中,突变体中的P O R A表达量在分蘖盛期较野生型更低,由于P O R A为催化单乙烯叶绿素酸酯合成二乙烯叶绿素酸酯的酶,所以这一时期的黄绿叶色突变表型更为明显.随着光照条件的变化,P O R A的表达可能上调,促进二乙烯叶绿素酸酯的合成,叶色逐渐恢复正常.但P O R A表达是如何受到D J Y G调控的,还需更多的实验数据解释.B a u m g a r t n e r等[２８]的结果表明,P s b A参与叶绿体的发育,该基因表达的下调,可能会导致叶绿体形态结构与发育异常,但P s b A是如何参与调控叶绿体的发育,以及突变体d j y g中P s b A是如何下调的,仍需进一步的深入研究.本研究中,突变体d j y g在苗期与分蘖盛期黄绿叶色表型最为明显,但抽穗后,表型会逐渐恢复正常,表明这是个持续二动态的变化过程.因此,深入研究叶色相关基因的表达差异和叶绿体的形态变化,将为叶绿素的合成及其循环调控机制提供理论依据.
参考文献:
[１]一K h u s hGS．F e e d i n g f i v e b i l l i o n r i c e c o n s u m e r sＧT h e r o l e o f r i c e
b r e e d i n g．A d vR i
c eS c i,２００４:３Ｇ１５．
[２]一W a n g P R,G a oJX,W a nC M,e ta l．D i v i n y l c h l o r o p h y l l
(i d e)a c a nb e c o n v e r t e d t om o n o v i n y l c h l o r o p h y l l(i d e)a b y a
d i v i n y l r
e d u c t a s e i n r i c e．P l a n tP h y s i o l,２０１０,１５３:９９４Ｇ１００３．[３]K u s u m iK,S a k a t aC,N a k a m u r aT,e t a l．A p l a s t i d p r o t e i n N U S１i s e s s e n t i a l
f o rb u i l dＧu p o f t h e
g e n e t i c s y s t e mf o re a r l y
c h l o r o p l a s t
d
e v e l o p m e n t u n d e r c o l d s t r e s s c o n d i t i o n s．P l a n t J,
２０１１,６８(６):１０３９Ｇ１０５０．
[４]S uN,H u M L,W uDX,e t a l．D i s r u p t i o no f a r i c e p e n t a t r iＧ
c o p e p t i
d
e r e p e a t p r o t e i nc a u s e sas e e d l i n gＧs p e c i
f i ca l b i n o p h eＧ
n o t y p e a n d i t s u t i l i z a t i o n t oe n h a n c e s e e d p u r i t y i nh y b r i dr i c e p r o d u c t i o n．P l a n tP h y s i o l,２０１２,５９(１):２２７Ｇ２３８．[５]一S h uQ Y,L i uGF,X i aY W．T e m p e r a t u r eＧs e n s i t v e l e a f c o l o r m u t a t i o n i nr i c e(O r y z as a t i v a L．)．A c t a A g r i c N u c lS i n i,１９９５,１０:６Ｇ１０．
[６]一邓晓娟,张海清,王悦,等．水稻叶色突变基因研究进展．杂交水稻,２０１２,２７(５):９Ｇ１４．
[７]一D e n g XJ,Z h a n g H Q,W a n g Y,e ta l．M a p p e dc l o n ea n d
f u n c t i o n a la n a l y s i so fl e a fＧc o l o r
g e n e y g l７i n ar i c e
h y b r
i d
(O r y z as a t i v a L．s s p．i n d i c a)．P l o S O n e,２０１４,９(６): e９９５６４．
[８]一Z h o uY,G o n g ZY,Y a n g ZF,e t a l．M u t a t i o no f t h e l i g h t i nＧ
d u c
e d y e l l o wl e a f１g e n e,w h i c h e n c o d e s a g e r a n y l r e d u c t a s e,
a f f e c t sc h l o r o p h y l l
b i o s y n t h e s i sa n dl i g h ts e n s i t i v i t y i nr i
c e．
P l o SO n e,２０１３(８):e７５２９９．
[９]T i a nX Q,L i n g Y H,F a n g LK,e t a l．G e n e c l o n i n g a n d f u n cＧt i o n a l a n a l y s i s o f y e l l o w g r e e nl e a f３(y g l３)g e n ed u r i n g t h e w h o l eＧp l a n t g r o w t h s t a g e i n r i c e．G e n e sG e n o m,２０１３,３５:８７Ｇ９３．
[１０]J i a n g H W,L iM R,L i a n g N T,e t a l．M o l e c u l a r c l o n i n g a n d
f u n c t i o na n a l y s i s o f t h e s t a y
g r e e n g e n e i n r i c e．P l a n t J,２００７,
５２:１９７Ｇ２０９．
[１１]董青,张迎信,张振华,等．水稻黄绿叶突变体W３９０的遗传分析和基因定位．中国水稻科学,２０１５,２９(３):２４１Ｇ２４９．[１２]H u a n g X Q,W a n g PR,Z h a oH X,e t a l．G e n e t i c a n a l y s i s a n d m o l e c u l a rm a p p i n g o f an o v e l c h l o r o p h y l lＧd e f i c i tm u t a n t g e n e i n r i c e．R i c eS c i,２００８,１５:７Ｇ１２．
[１３]W a n g PR,M aXZ,L iC M,e t a l．C o m p a r a t i v ea n a l y s i so f t h r e em u t a n t s o f d i v i n y l r e d u c t a s e g e n e i nr i c e．S c iA g r i cS i n
(C h i n e s eV e r s i o n),２０１３,４６:１３０５Ｇ１３１３．
[１４]S a k u r a b aY,R a h m a n M L,C h oS H,e ta l．T h er i c e f a d e d
g r e e n l e a f l o c u se n c o d e s p r o t o c h l o r o p h y l l i d eo x i d o r e d u c t a s eB
a n d i s e s s e n t i a l f o r c h l o r o p h y l l s y n t h e s i s u n d e rh i g h l i g h t c o nＧ
d i t i o n s．P l a n t J,２０１３,７４:１２２Ｇ１３３．
[１５]W a n g PR,W a n g B,S u nXQ,e t a l．F i n em a p p i n g a n d p h y s iＧo l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f a g r e e nＧr e v e r t i b l e a l b i n o g e n e g r a７５i n r i c e．S c iA g r i cS i n(C h i n e s eV e r s i o n),２０１３,４６:２２５Ｇ２３２．[１６]W uZ,Z h a n g X,H eB,e t a l．Ac h l o r o p h y l lＧd e f i c i e n t r i c em uＧt a n tw i t hi m p a i r e dc h l o r o p h y l l i d ee s t e r i f i c a t i o ni nc h l o r o p h y l l
b i o s y n t h e s i s．P l a n tP h y s i o l,２００７,１４５(１):２９Ｇ４０．[１７]W a n g P,L i C,W a n g Y,e t a l．I d e n t i f i
c a t i o no f a g e r a n y l g e r aＧn y l r e
d u c t a s
e g e n e
f o r c h l o r o p h y l l s y n t h e s i s i nr i c e．S p r i n
g e r P l u s,２０１４,３(１):２０１．
[１８]W a nC,L i C,M aX,e t a l．G R Y７９e n c o d i n g a p u t a t i v em e t a lＧ
８０６中国水稻科学(C h i nJR i c eS c i)一第２９卷第６期(２０１５年１１月)
l oＧβＧl a c t a m a s eＧt r i h e l i x c h i m e r a i s i n v o l v e d i n c h l o r o p l a s t d e v e lＧo p m e n t a t e a r l y s e e d l i n g s t a g e o f r i c e．P l a n tC e l lR e p,２０１５:１Ｇ１１．
[１９]H a r m u tK．C h l o r o p h y l sa n dc a r o t e n o i d s:P i g m e n t so f p h o t oＧs y n t h e t i cb i o m e m b r a n e s．M e t h o d sE n z y m o l,１９８７,１４８(３４):３５０Ｇ３８２．
[２０]N i eH,Z h a oC,W uG,e t a l．S R１,a c a l m o d u l i nＧb i n d i n g t r a nＧs c r i p t i o n f a c t o r,m o d u l a t e s p l a n t d e f e n s e a n de t h y l e n eＧi n d u c e d s e n e s c e n c e b y d i r e c t l y r e g u l a t i n g N D R１a n d E I N３．P l a n t P h y s i o l,２０１２,１５８:１８４７Ｇ１８５９．
[２１]P o g e r sSO,B e n d i c hAJ．E x t r a c t i o no fD N Af r o m m i l l i g r a m
a m o u n t so ff r e s h,h e r
b a r i u m a n d m u mm i f i e d p l a n tt i s s u e s．
P l a n tM o lB i o l,１９８５,５:６９Ｇ７６．
[２２]Z h a n g H T,L i J J,Y o o JH,e t a l．R i c eC h l o r i n aＧ１a n dC h l oＧr i n aＧ９e n c o d eC h l Da n dC h l I s u b u n i t so fM gＧc h e l a t a s e,ak e y
e n z y m e
f o r c h l o r o p h y l l s y n t h e s i s a n d c h l o r o p l a s t d e v e l o p m e n t．
P l a n tM o lB i o l,２００６,６２:３２５Ｇ３３７．
[２３]S u nX Q,W a n g B,X i a oY H,e t a l．G e n e t i c a n a l y s i s a n d f i n e
m a p p i n g o f g e n e y g l９８f o r y e l l o wＧg r e e nl e a fo fr i c e．A c t a
A g r o n oS i n i c a(C h i n e s eV e r s i o n),２０１１,３７:９９１Ｇ９９７．[２４]Rüd i g e rW．
B i o s y n t h e s i so f c h l o r o p h y l l ba n dt h ec h l o r o p h y l l
c y c l e．P h o tR e s,２００２,７４:１８７Ｇ１９３．
[２５]S t e n b a e kA,J e n s e nPE．R e d o xr e g u l a t i o no f c h l o r o p h y l l b i oＧs y n t h e s i s．P h y t oC h e m,２０１０,７１:８５３Ｇ８５９．
[２６]T a n g YL,H u a n g JF,W a n g RC．C h a n g e l a wo f h y p e r s p e cＧt r a l d a t a i nr e l a t e d w i t hc h l o r o p h y l l a n dc a r o t e n o i d i nr i c ea t
d i f f
e r e n t d e v e l o p m e n t a l s t a g e s．R i c eS c i,２００４,１１:２７４Ｇ２８２．[２７]Y a s u h i t oS,M dLR,C h o SH,e t a l．T h e r i c e
f a d e d
g r e e n l e a f l o c u s e n c o d e s p r o t o c
h l o r o p h y l l
i d eo x i d o r e d u c t a s eBa n d i se sＧs e n t i a l f o rc h l o r o p h y l ls y n t h e s i su n d e rh i g hl i g h tc o n d i t i o n s．P l a n t J,２０１３,７４:１２２Ｇ１３３．
[２８]B a u m g a r t n e rBJ,R a p p JC,M u l l e t JE,e t a l．P l a s t i d g e n e s
e n c o d i n g t h e t r a n s c r i p t i o n/t r a n s l a t i o na p p a r a t u s a r e d i
f f e r e n t iＧ
a l l y t r a n s c r i
b e de a r l y i nb a r l e y(h o r d e u m v u l a g a r e)
c h l o r oＧ
p l a s t d e v e l o p m e n t(e v i d e n c e f o r s e l e c t i v e s t a b i l i z a t i o no f p s b A
m R N A)．P l a n tP h y s i o l,１９９３,１０１:７８１Ｇ７９１．
９０６
李智强等:水稻黄绿叶突变体d j y g的遗传分析与基因定位
二年级表示颜色的词
描写颜色的词语 五颜六色五光十色五彩缤纷金碧辉煌色彩斑斓万紫千红 黄道吉日论黄数黑黄茅白苇黄麻紫泥论黄数白姹紫嫣红灰头土脸金壁辉煌白日做梦、红男绿女、红光满面、红红火火、看破红尘、红口白璧微瑕、苍白无力、白发苍苍、白鹤亮翅、白马王子花红柳绿、青黄不接白衣胜雪、黑白分明、碧海蓝天、面黄肌瘦、青山绿水、飞黄腾达、黄金万两 红口白牙、五光十色白手起家白里透红、平白无故白花花绿油油 黑黝黝蓝幽幽蓝湛湛黑漆漆红彤彤绿油油黄澄澄红彤彤 红艳艳黑乎乎黑洞洞白皑皑白花花绿莹莹金灿灿红艳艳 白蒙蒙黑糊糊黑油油灰溜溜灰蒙蒙绿森森青幽幽绿森森 红殷殷红艳艳黄灿灿绿茸茸绿茵茵白嫩嫩白生生碧澄澄 蓝晶晶蓝盈盈紫盈盈白茫茫红通通金亮亮绿茵茵黑压压 粉扑扑黑生生 翠绿鹅黄天蓝血红米白丹紫火红桔红湖绿草绿墨黑浓黑乌黑漆黑翠绿草绿墨绿淡绿深绿橄榄绿粉绿中绿翠绿橘黄、铁红、草绿、酱紫、鹅黄、碳黑、银白 【红】字成语 红装素裹红颜薄命红花绿叶红不棱登红男绿女红情绿意红红绿绿
红豆相思红紫夺朱赤子之心赤口白舌赤口毒舌赤贫如洗赤日炎炎赤舌烧城赤绳系足赤体上阵赤地千里赤胆忠心朱紫相夺朱唇玉面朱唇皓齿朱楼碧瓦朱楼绮户面红耳赤唇红齿白灯红酒绿大红大绿纷红骇绿嫩红娇绿青红皂白红红绿绿桃红柳绿愁红惨绿近朱者赤纡朱拖紫纡朱怀金传波红叶白眉赤眼姹紫嫣红白里透红万紫千红黑里透红柳绿花红齿白唇红金无足赤近朱者赤红紫夺朱 【绿】字成语 绿肥红瘦绿叶成荫绿衣使者绿林好汉绿草如茵绿水青山绿荫如盖柳绿花红红花绿叶红男绿女红情绿意红红绿绿视丹如绿橙黄桔绿大红大绿灯红酒绿纷红骇绿红红绿绿花红柳绿嫩红娇绿山青水绿油光碧绿桃红柳绿愁红惨绿 【黑】字成语 黑里透红黑白分明黑不溜秋黑灯瞎火黑咕隆咚黑白颠倒黑云压城指黑道白月黑风高漆黑一团颠倒黑白混淆黑白白山黑水白天黑夜昏天黑地粉白黛黑天昏地黑起早摸黑一团漆黑 诗句 赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞？（《菩萨蛮·大柏地》毛泽东）一点飞鸿影下，青山绿水，白草红叶黄花。（《天净沙·秋》无名）白毛浮绿水，红掌拨清波。（《咏鹅》骆宾王） 日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。（《忆江南》白居易） 一年好景君须记，最是橙黄橘绿时。（《赠刘景文》苏轼）
(完整版)分子生物学复习题及其答案
一、名词解释 1、广义分子生物学：在分子水平上研究生命本质的科学，其研究对象是生物大分子的结构和功能。2 2、狭义分子生物学：即核酸（基因）的分子生物学，研究基因的结构和功能、复制、转录、翻译、表达调控、重组、修复等过程，以及其中涉及到与过程相关的蛋白质和酶的结构与功能 3、基因：遗传信息的基本单位。编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位，是染色体或基因组的一段DNA序列(对以RNA作为遗传信息载体的RNA病毒而言则是RNA序列)。 4、基因：基因是含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，包含产生一条多肽链或功能RNA 所必需的全部核苷酸序列。 5、功能基因组学：是依附于对DNA序列的了解，应用基因组学的知识和工具去了解影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。 6、蛋白质组学：是以蛋白质组为研究对象，研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。 7、生物信息学：对DNA和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、分析、模拟和转输 8、蛋白质组：指的是由一个基因组表达的全部蛋白质 9、功能蛋白质组学：是指研究在特定时间、特定环境和实验条件下细胞内表达的全部蛋白质。 10、单细胞蛋白：也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。 11、基因组：指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和。 12、C值：指生物单倍体基因组的全部DNA的含量，单位以pg或Mb表示。 13、C值矛盾：C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。 14、重叠基因：共有同一段DNA序列的两个或多个基因。 15、基因重叠：同一段核酸序列参与了不同基因编码的现象。 16、单拷贝序列：单拷贝顺序在单倍体基因组中只出现一次，因而复性速度很慢。单拷贝顺序中储存了巨大的遗传信息，编码各种不同功能的蛋白质。 17、低度重复序列：低度重复序列是指在基因组中含有2～10个拷贝的序列 18、中度重复序列：中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万（<105）次的重复顺序。其复性速度快于单拷贝顺序，但慢于高度重复顺序。 19、高度重复序列：基因组中有数千个到几百万个拷贝的DNA序列。这些重复序列的长度为6~200碱基对。 20、基因家族：真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因，可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生。 21、基因簇：基因家族的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位，定位于染色体的特殊区域。 22、超基因家族：由基因家族和单基因组成的大基因家族，各成员序列同源性低，但编码的产物功能相似。如免疫球蛋白家族。 23、假基因：一种类似于基因序列，其核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同、但却不能合成功能蛋白的失活基因。 24、复制：是指以原来DNA（母链）为模板合成新DNA（子链）的过程。或生物体以DNA/RNA
水稻叶片灰白转黄突变体pyr1的鉴定与基因定位
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(6): 992?998 https://www.360docs.net/doc/9e16427001.html,/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@https://www.360docs.net/doc/9e16427001.html, 本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2011AA10A100), 国家自然科学基金项目(31171178)和重庆市攻关项目(CSTC, 2012ggc8002)资助。 * 通讯作者(Corresponding author): 何光华, E-mail: hegh@https://www.360docs.net/doc/9e16427001.html, 第一作者联系方式: E-mail: kischengxin@https://www.360docs.net/doc/9e16427001.html, Received(收稿日期): 2012-11-12; Accepted(接受日期): 2013-01-05; Published online(网络出版日期): 2013-03-22. URL: https://www.360docs.net/doc/9e16427001.html,/kcms/detail/11.1809.S.20130322.1737.005.html DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.00992 水稻叶片灰白转黄突变体pyr1的鉴定与基因定位 程 欣 任德勇 马 娇 朱晓燕 桑贤春 凌英华 赵芳明 何光华* 西南大学水稻研究所 / 转基因植物与安全控制重庆市市级重点实验室 / 南方山地农业教育部工程研究中心, 重庆 400716 摘 要: 鉴定和克隆叶色突变基因对于深入了解叶绿素合成、降解途径的关系以及植物的光合作用有着重要的作用。从EMS 诱变恢复系缙恢10号后代中鉴定出1个灰白转黄突变体pyr1, 该突变体在苗期部分死亡, 整张叶片呈现灰白色, 在不同的生育时期叶片呈现不同的颜色, 直到孕穗期叶片上部和叶缘表现黄色。苗期到抽穗期突变体叶绿素含量比野生型显著或极显著降低。透射电镜观察表明, 突变体与野生型细胞结构无明显差异, 但叶绿体发育异常, 内部大量降解, 基质片层退化。遗传分析表明该性状受1对隐性基因控制, 利用326株F 2隐性定位群体将PYR1基因定位在第1染色体长臂上, 位于标记RM11722和Ind1之间, 物理距离约92 kb, 本研究为PYR1基因的图位克隆奠定了基础。 关键词: 灰白叶; 水稻(Oryza sativa L.); 叶绿体; 基因定位 Identification and Gene Mapping of Leaf Pale Yellow-Revertible Mutant pyr1 in Rice CHENG Xin, REN De-Yong, MA Jiao, ZHU Xiao-Yan, SANG Xian-Chun, LING Ying-Hua, ZHAO Fang-Ming, and HE Guang-Hua * Rice Research Institute of Southwest University / Chongqing Key Laboratory of Application and Safety Control of Genetically Modified Crops / Engineering Research Center of South Upland Agriculture, Ministry of Education, Chongqing 400716, China Abstract: It is important for the further understanding of the relationship between chlorophyll synthesis and degradation pathways and plant photosynthesis to identify and clone leaf color mutant gene. A leaf pale yellow-revertible mutant temporarily designated as pyr1 was obtainted from the progeny of rice (Oryza sativa L.) restorer line Jinhui 10 which was induced by ethyl methane sul-fonate (EMS). In the seedling stage, the whole leaf of mutants presented pale and some mutants died. The pyr1 displayed different colors in different growth periods. At the booting stage upper-leaf and leaf margin exhibited yellow. Compared with the wild type, the chlorophyl contents of pyr1 mutant decreased from seedling stage to filling stage. Transmission electronic microscopy obser-vation showed that the structure of cells had no obvious differences between mutant and wild type, but the chloroplast developed abnormally with degradation of the inside and matrix slices. Genetic analysis revealed that the trait was controlled by one reces-sive gene. With 326 recessive individuals from the F 2 segregation population, the PYR1 gene was finally mapped between RM11722 and Ind1 on the long arm of chromosome 1, with an approximate physical distance of 92 kb. These results provide a basis of PYR1 gene cloning by map-based strategy. Keywords: Pale leaf; Rice (Oryza sativa L.); Chloroplast; Gene location 光合作用完成光能到化学能的转换, 对植物生命活动起着重要的作用。光合作用主要是在叶绿体上进行, 叶绿体是植物细胞所特有的半自主性细胞器, 也是叶绿素、脂类、淀粉和氨基酸的合成场 所[1-2]。叶绿素合成与叶绿体发育紧密相关, 涉及到 叶绿体基因和核编码基因的协同表达[3], 尤其是编码质体蛋白的核基因的表达, 依赖于叶绿体的发育和代谢状态[4]。叶色突变是自然界中比较常见的突变形式, 以其突变频率高、性状明显、易于鉴别等 特点, 很早就被人们所关注和研究。由于导致突变
第21讲 基因突变和基因重组
第21讲基因突变和基因重组 考点1基因突变 一、可遗传变异和不可遗传变异 在光学显微镜下可见的可遗传变异为染色体变异， 的变异为基因突变、基因重组，只在减数分裂过程发生的变异为基因重组，真、原核生物和病毒共有的变异类型为基因突变。 二、基因突变 1．基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症
(1)图示中a 、b 、c 过程分别代表DNA 复制、转录和翻译。突变发生在a(填字母)过程中。 (2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常，根本原因是发生了基 因突变，碱基对由=====A T 突变成=====T A 。 2．基因突变的概念 DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。 3．发生时间 主要发生于有丝分裂间期或减Ⅰ分裂前的间期。 4．诱发基因突变的因素(连线) 类型 举例 引发突变原因 ①物理因素 a ．亚硝酸、碱基类似物 Ⅰ.影响宿主细胞DNA ②化学因素 b ．某些病毒的遗传物质 Ⅱ.损伤细胞内DNA ③生物因素 c ．紫外线、X 射线 Ⅲ.改变核酸碱基 答案： 5．基因突变的特点 (1)普遍性：一切生物都可以发生。 (2)随机性：生物个体发育的任何时期和部位。 (3)低频性：自然状态下，突变频率很低。 (4)不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变。
(5)多害少利性：大多数基因突变对生物体是有害的，但有些基因突变，可使生物获得新性状，适应改变的环境。 6．基因突变的结果 产生一个以上的等位基因。 7．意义 (1)新基因产生的途径； (2)生物变异的根本来源； (3)提供生物进化的原始材料。 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。(×) 2．有丝分裂前期不会发生基因突变。(×) 提示：基因突变不只发生在分裂间期。引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素，外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。 3．基因突变不一定会引起生物性状的改变。(√) 4．基因突变不一定都产生等位基因。(√) 提示：病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。 5．基因突变不一定都能遗传给后代。(√) 提示：基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。 6．由基因B1突变的等位基因B2可能是由于碱基对替换或碱基
分子生物学检验完整版
1病原生物基因组在医学上有何应用？详见书P3 a菌种鉴定b确定病毒感染和病毒载量c病毒分析d细菌耐药监测和分子流行病学调查 2什么是原癌基因，原癌基因有什么特性，原癌基因可以分为哪些种类以及原癌基因常见的激活机制有哪些？ 原癌基因是指人类或其他动物细胞（以及致癌病毒）固有的一类基因，能诱导细胞正常转化并使之获得新生物特征的 基因总称。 特性：进化上高度保守，负责调控正常细胞生命活动，可以转化为癌基因。 功能分类：生长因子，生长因子受体，信号转导蛋白，核调节蛋白，细胞周期调节蛋白，抑制凋亡蛋白 激活机制：插入激活，基因重排，基因点突变，基因扩增，基因转录改变 3试述Down综合征（21三体综合征）的主要临床特征及核型。 临床特征：生长发育障碍，智力低。呆滞面容，又称伸舌样痴呆。40%患者有先天性心脏畸形。肌张力低，50%患者有贯通手，男患者无生育能力，女患者少数有生育能力，遗传风险高。 核型：92.5%患者游离型：核型为47，XX（XY）,+21 2.5%患者为嵌合型：46, XX（XY）/47 ，XX（XY）,+21 5%患者为易位型：46，XX（XY）,-14 ，+t（14q21q） 4简述淋球菌感染的主要传统实验室诊断方法及其主要特点，对比分析分子生物学方法的优势1直接涂片染镜检：敏感度和特异性差，不能用于确诊。 2分离培养法：诊断NG感染的金标准，但是其对标本和培养及营养要求高，培养周期长，出报告慢，难以满足临床要求。 3免疫学法：分泌物标本中的非特异性反应严重以及抗体法间的稳定性和条件限制，推广受限。 分子生物学的优点：敏感，特异，可直接从了临床标本中检出含量很低的病原菌，适应于快速检测 5、在单基因遗传病的分子生物学检验中，点突变检测常用方法有哪些？ 1异源双链分析法（HA）2突变体富集PCR法3变性梯度凝胶电泳法4化学切割错配法5等位基因特异性寡核苷酸分析法 6DNA芯片技术7连接酶链反应8等位基因特异性扩增法9RNA酶A切割法10染色体原位杂交11荧光原位杂交技术 6、简述白假丝酵母菌的分子生物学检验方法 白假丝酵母菌分子生物学检验主要包括白假丝酵母菌特异性核酸（DNA RNA）的检测、基因分型和耐药基因分析 等。 1PCR技术：选择高度特异性的天冬氨酸蛋白酶基因设计引物 PCR—斑点杂交技术：正向杂交和反向杂交，后者可一次检测多种真菌 DNA指纹技术：RFLPRAPD电泳核型分析 AP —PCR技术：定义方法简便，快速，特别适合临床应用 DNA序列分析：可测定rDNA序列也适用于基因突变引起的耐药 基因芯片技术：适用于病原体的耐药研究 7、 F VIII基因倒位导致血友病A，DMD基因外显子缺失导致与杜氏肌营养不良，珠蛋白基因突变导致与珠蛋白合成障碍性贫血。 （第11章，P197，P203，P207。窝觉得大家把题目读三遍就可以了） 答：F VIII基因倒位是导致的血友病A的主要原因（占50%）其它基因突变，如点突变，缺失，插入也会导致血友病A。 同理DMD基因外显子缺失是迪谢内肌营养不良（杜氏肌营养不良）发生的主要原因（60%-70%）。 珠蛋白合成障碍性贫血有六种，主要的两种是a珠蛋白生成障碍性贫血和B珠蛋白生成障碍性贫血，基因突变是主要发病原因。&基因多态性有哪些的临床应用？（P4）
二年级表示颜色的词
【小学语文】二年级表示颜色的词五颜六色五光十色五彩缤纷金碧辉煌色彩斑斓万紫千红黄道吉日论黄数黑黄茅白苇黄麻紫泥论黄数白姹紫嫣红灰头土脸金壁辉煌白日做梦、红男绿女、红光满面、红红火火、看破红尘、红口白璧微瑕、苍白无力、白发苍苍、白鹤亮翅、白马王子花红柳绿、青黄不接白衣胜雪、黑白分明、碧海蓝天、面黄肌瘦、青山绿水、飞黄腾达、 黄金万两 红口白牙、五光十色白手起家白里透红、平白无故白花花绿油油 黑黝黝蓝幽幽蓝湛湛黑漆漆红彤彤绿油油黄澄澄红彤彤 红艳艳黑乎乎黑洞洞白皑皑白花花绿莹莹金灿灿红艳艳 白蒙蒙黑糊糊黑油油灰溜溜灰蒙蒙绿森森青幽幽绿森森 红殷殷红艳艳黄灿灿绿茸茸绿茵茵白嫩嫩白生生碧澄澄 蓝晶晶蓝盈盈紫盈盈白茫茫红通通金亮亮绿茵茵黑压压 粉扑扑黑生生 翠绿鹅黄天蓝血红米白丹紫火红桔红湖绿草绿墨黑浓黑乌黑 漆黑翠绿草绿墨绿淡绿深绿橄榄绿粉绿中绿翠绿橘黄、铁红、 草绿、酱紫、鹅黄、碳黑、银白 【红】字成语 红装素裹红颜薄命红花绿叶红不棱登红男绿女红情绿意红红绿绿 红豆相思红紫夺朱赤子之心赤口白舌赤口毒舌赤贫如洗赤日炎炎 赤舌烧城赤绳系足赤体上阵赤地千里赤胆忠心朱紫相夺朱唇玉面 朱唇皓齿朱楼碧瓦朱楼绮户面红耳赤唇红齿白灯红酒绿大红大绿
纷红骇绿嫩红娇绿青红皂白红红绿绿桃红柳绿愁红惨绿近朱者赤 纡朱拖紫纡朱怀金传波红叶白眉赤眼姹紫嫣红白里透红万紫千红 黑里透红柳绿花红齿白唇红金无足赤近朱者赤红紫夺朱 【绿】字成语 绿肥红瘦绿叶成荫绿衣使者绿林好汉绿草如茵绿水青山绿荫如盖 柳绿花红红花绿叶红男绿女红情绿意红红绿绿视丹如绿橙黄桔绿 大红大绿灯红酒绿纷红骇绿红红绿绿花红柳绿嫩红娇绿山青水绿 油光碧绿桃红柳绿愁红惨绿 【黑】字成语 黑里透红黑白分明黑不溜秋黑灯瞎火黑咕隆咚黑白颠倒黑云压城 指黑道白月黑风高漆黑一团颠倒黑白混淆黑白白山黑水白天黑夜 昏天黑地粉白黛黑天昏地黑起早摸黑一团漆黑 诗句 赤橙黄绿青蓝紫;谁持彩练当空舞？（《菩萨蛮·大柏地》毛泽东） 一点飞鸿影下;青山绿水;白草红叶黄花。（《天净沙·秋》无名） 白毛浮绿水;红掌拨清波。（《咏鹅》骆宾王） 日出江花红胜火;春来江水绿如蓝。（《忆江南》白居易）一年好景君须记;最是橙黄橘绿时。（《赠刘景文》苏轼）百啭千声随意移;山花红紫树凹凸。（《画眉鸟》欧阳修）接天莲叶无穷碧;映日荷花别样红。（《晓出净慈寺》杨万里） 偏坐金鞍调白羽;纷纷射杀五单于。（《少年行》王维）千里莺啼绿映红;水村山郭酒旗风。（《江南春》杜牧）山明水净夜来霜;数树深红出浅黄。（《秋
分子生物学名词解释
名词解释 1. 基因（gene）： 2. 结构基因（structural gene）： 3. 断裂基因（split gene）： 4. 外显子（exon）: 5. 内含子（intron）: 6. 多顺反子RNA（polycistronic/multicistronic RNA）: 7. 单顺反子RNA（monocistronic RNA）: 8. 核不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA）: 9. 开放阅读框（open reading frame, ORF）: 10. 密码子（codon）: 11. 反密码子（anticodon）: 12. 顺式作用元件（cis-acting element）: 13. 启动子（promoter）: 14. 增强子（enhancer）: 15. 核酶（ribozyme） 16. 核内小分子RNA（small nuclear RNA, snRNA） 17. 信号识别颗粒（signal recognition particle, SRP） 18. 上游启动子元件（upstream promoter element） 19. 同义突变（same sense mutation） 20. 错义突变（missense mutation） 21. 无义突变（nonsense mutation） 22. 移码突变（frame-shifting mutation） 23. 转换（transition） 24. 颠换（transversion） （三）简答题 1. 顺式作用元件如何发挥转录调控作用？ 2. 比较原核细胞和真核细胞mRNA的异同。 3. 说明tRNA分子的结构特点及其与功能的关系。 4. 如何认识和利用核酶？ 5. 若某一基因的外显子发生一处颠换，对该基因表达产物的结构和功能有什么影响？ 6. 举例说明基因突变如何导致疾病。 （四）论述题 1. 真核生物基因中的非编码序列有何意义？ 2. 比较一般的真核生物基因与其转录初级产物、转录成熟产物的异同之处。 3. 真核生物的基因发生突变可能产生哪些效应？ （二）名词解释 1.基因组（genome） 2. 质粒（plasmid） 3.内含子（intron） 4.外显子（exon） 5.断裂基因（split gene） 6.假基因（pseudogene） 7.单顺反子RNA（monocistronic RNA）
水稻黄绿叶突变体w390的遗传分析和基因定位
水稻黄绿叶突变体w ３９０的遗传分析和基因定位 董青１,２一张迎信１,２一张振华１,２一周全１,２一秦亚芝１,２,３一王宏１,２一程式华１, ２曹立勇１,２,?一沈希宏１, ２,?(１中国水稻研究所/国家水稻改良中心,杭州３１１４０１;２浙江省超级稻研究重点实验室,杭州３１１４０１;３四川农业大学水稻研究所/ 西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室,成都６１１１３０;?通讯联系人,E Ｇm a i l :x i h o n g s h e n ＠１２６．c o m ;c a o l y c g f ＠m a i l ．h z ．z j ．c n )G e n e t i cA n a l y s i sa n d G e n e M a p p i n g o fa Y e l l o w Ｇg r e e nL e a f M u t a n t w ３９０i n R i c e (O r y z a s a t i v a L ．)D O N G Q i n g １,２,Z H A N G Y i n g Ｇx i n １,２,Z H A N G Z h e n Ｇh u a １,２,Z HO U Q u a n １,２,Q I N Y a Ｇz h i １,２,３,W A N G H o n g １,２,C H E N G S h i Ｇh u a １,２,C A O L i Ｇy o n g １,２,?,S H E N X i Ｇh o n g １,２,? (１C h i n aN a t i o n a lR i c eR e s e a r c hI n s t i t u t e /N a t i o n a lC e n t e r f o rR i c e I m p r o v e m e n t ,H a n g z h o u３１１４０１,C h i n a ;２K e y L a b o r a t o r y f o r Z h e j i a n g S u p e rR i c eR e s e a r c h ,H a n g z h o u３１１４０１,C h i n a ;３R i c eR e s e a r c hI n s t i t u t e /K e y L a b o r a t o r y o f S o u t h w e s tC r o p G e n e t i c R e s o u r c e s a n dI m p r o v e m e n t ,M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,S i c h u a nA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,C h e n g d u６１１１３０,C h i n a ;?C o r r e s p o n d i n g a u t h o r ,E Ｇm a i l :x i h o n g s h e n ＠１２６．c o m ;c a o l y c g f ＠m a i l ．h z ．z j ．c n )D O N G Q i n g ,Z HA N G Y i n g x i n ,Z HA N G Z h e n h u a ,e ta l ．G e n e t i ca n a l y s i sa n d g e n e m a p p i n g o fa y e l l o w Ｇg r e e nl e a f m u t a n t w ３９０i n r i c e (O r y z a s a t i v a L ．)．C h i n JR i c eS c i ,２０１５,２９(３):２４１Ｇ２４９．A b s t r a c t :A y e l l o w Ｇg r e e nl e a fm u t a n t ,d e s i g n a t e da s w ３９０,w a s i s o l a t e df r o mt h e p r o g e n y o f ６０ C o ＧγＧt r e a t e di n d i c a c u l t i v a rR ８０１５．T h em u t a n t e x h i b i t e da s t a b l e y e l l o w Ｇg r e e n l e a f p h e n o t y p e d u r i n g t h ew h o l e l i f e c y c l e ．T h e c h l o r o p h y l l b w a sn o td e t e c t e di n w ３９０,a n dt h ec h l o r o p h y l laa n dc a r o t e n o i d sc o n t e n t so f w ３９０w e r er e d u c e db y ５ ０．６％a n d ４４ ８％,c o m p a r e dw i t h t h ew i l d Ｇt y p e ．T h e p l a n t h e i g h t ,t h en u m b e r o f p a n i c l e p e r p l a n t ,t h en u m b e r o f s p i k e l e t s p e r p a n i c l e ,t h en u m b e r o f g r a i n s p e r p a n i c l eo f w ３９０w e r e r e d u c e db y １２．０％,２２．３％,１８．５％a n d２７．６％,r e s p e c t i v e l y ．T h e t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p ea s s a y d e m o n s t r a t e dt h a t t h en u m b e ro f t h y l a k o i d sd e c r e a s e da n d g r a n a sw e r e p o o r l y s t a c k e d i n t h em u t a n t ,r e s u l t i n g i nu n d e r d e v e l o p m e n t o f c h l o r o p l a s t s ．G e n e t i c a n a l y s i s s h o w e d t h a t t h e y e l l o w Ｇg r e e n l e a f p h e n o t y p ew a s c o n t r o l l e db y a s i n g l e r e c e s s i v e g e n e ．U s i n g a nF ２m a p p i n gp o p u l a t i o nd e r i v e d f r o mt h e c r o s s o f w ３９０m u t a n t a n dN i p p o n b a r e ,t h e g e n ew a s d e l i m i t a t e d t o a r e g i o no f ７１．８Ｇk bo n t h e l o n g a r mo f c h r o m o s o m e １０,w h i c h c o n t a i n e d １５O R F s ．S e q u e n c e a n a l y s i s r e v e a l e d t h a t t h em u t a n t c a r r i e d t w o n u c l e o t i d e s u b s t i t u t i o n s i n t h e e i g h t h e x o no f O s C A O １g e n e ,w h i c h l e d t o t h e s u b s t i t u t i o n o f l e u c i n e a n d g l y c i n e f o r h i s t i d i n e a n d g l u t a m i c a c i d ,r e s p e c t i v e l y ．T h i s i m p l i e d t h a t W ３９０m i g h t b e an o v e l a l l e l e o f O s C A O １g e n e ．K e y w o r d s :O r y z a s a t i v a L ．;m u t a n t ;y e l l o w Ｇg r e e n l e a f ;g e n em a p p i n g 董青,张迎信,张振华,等．水稻黄绿叶突变体w ３９０的遗传分析和基因定位．中国水稻科学,２０１５,２９(３):２４１Ｇ２４９．摘一要:通过６０ C o Ｇγ辐射诱变籼稻中恢８０１５获得了一个在全生育期叶片均呈黄绿色的突变体w ３９０ .与野生型相比,突变体中检测不到叶绿素b 的存在,且叶绿素a 和类胡萝卜素的含量分别降低了５０．６％和４４．８％; 主要农艺性状调查结果显示,突变体的株高二单株有效穗数二每穗总粒数二每穗实粒数较野生型分别降低了１２．０％二２２．３％二１８．５％和２７．６％;透射电镜结果显示:突变体的类囊体数量明显减少,基粒垛叠方向异常;遗传分析表明该突变性状受一对隐性核基因控制.利用突变体与粳稻日本晴杂交构建的F ２群体, 将突变基因定位至水稻第１０染色体长臂约７１．８k b 的区域内.对该区间包含的１５个O R F s 进行序列分析,发现突变体中编码叶绿素酸酯氧化酶１(c h l o r o p h y l l i d e ao x y g e n a s e １)的基因O s C A O １的第８外显子发生了两个单碱基突变,导致第３９４和３９６位的亮氨酸和甘氨酸分别突变为组氨酸和谷氨酸,推测该突变基因是一个O s C A O １功能 丧失的新等位基因. 关键词:水稻;突变体;黄绿叶;基因定位 中图分类号:Q ３４３ ５;Q ７５４;Q ９４４ ５６一一一一一一文献标识码:A一一一文章编号:１００１Ｇ７２１６(２０１５)０３Ｇ０２４１Ｇ０９收稿日期:２０１４Ｇ１１Ｇ２７;修改稿收到日期:２０１４Ｇ１２Ｇ２４. 基金项目:国家科技支撑计划资助项目(２０１１B A D ３５B ０２ );农业部水稻生物学与遗传育种学科群项目;浙江省公益技术应用研究项目(２０１３C ３２００３);中国农业科学院科技创新工程资助项目(C A A S ＧA S T I P Ｇ２０１３ＧC N R R I ).１ ４２中国水稻科学(C h i nJR i c eS c i ),２０１５,２９(３):２４１－２４９ h t t p ://w w w．r i c e s c i ．c n D O I :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００１Ｇ７２１６．２０１５．０３．００３
文献译文---一个水稻黄绿叶突变体的基因定位
文献译文 一个水稻黄绿叶突变体的基因定位 Peng Du1, Ying-Hua Ling1, Xian-Chun Sang1, Fang-Ming Zhao1, Rong Xie2, Zheng-Lin Yang1 and Guang-Hua He1* 1Rice Research Institute, Key Lab of Biotechnology and Crop Quality Improvement of the Agricultural Ministry, Southwest University, Chongqing 400715, P. R. China 2Rice and Sorghum Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Luzhou, Sichuan 646000, P. R. China Received October 16, 2008; accepted February 27, 2009 摘要：在对籼稻恢复系缙恢10（Jinhui10）进行EMS诱导所获得的突变群体中，鉴定得到了一个的黄绿叶突变体。生长阶段表现出完全的黄绿叶片形态，低叶绿素含量表达和农艺性状欠佳。正常的植株和突变体杂交得到F1代群体，其表现出正常的绿色叶片；在F2群体中，正常叶色和黄绿叶分离比为3:1。证明该突变性状由一对单隐性核基因控制，暂时命名为ygl3。ygl3基因定位在第3染色体上，位于标记RM4468和RM3684之间，遗传距离分别为8.4cM和1.8cM。这个结果将应用到遗传信息精细定位和图位克隆中。 关键字：水稻，黄绿叶突变体，叶绿素，荧光动力学参数 前言 作物生物量和经济产量主要是依靠叶片的光合作用的同化作用，比如水稻中大约有90%的干物质是通过光合作用积累的。叶绿素是捕获光能的主要色素，而黄化和白化突变通常会影响叶绿素的生物合成和降解。叶绿素缺乏突变体也常被看作是叶色突变体。这些突变体广泛地应用在叶绿素的生物合成和降解、叶绿体的发育、四吡咯（注：广泛存在于叶绿素a中）合成途径和光合作用机制方面的研究(Mochizuki et al., 2001; Larkin et al., 2003; Davison et al., 2004;Stern et al., 2004; Beale, 2005)。叶色突变也常作为种子纯度鉴定和高光效育种的标记(Dong et al.,
基因突变与疾病
第九章基因突变与疾病 基因（gene)是DNA分子上一段具有遗传功能的核苷酸序列，是细胞内遗传物质的主要结构和功能单位。基因具有如下特征：①基因能自我复制。一个基因随DNA的复制而成为两个相同的基因。②基因决定性状。DNA上某一结构基因经转录和翻译，决定某种酶和蛋白质的合成，从而表现出某一性状。③基因能发生突变。在生物进化过程中，由于多种因素的影响，基因可发生突变，基因突变是生物进化、分化的分子基础，也是某些疾病的基础，是生物界普遍存在的现象。 第一节基因突变的概念和原因 基因突变(gene mutation)是指DNA分子上核苷酸序列或数目发生改变。由一个或一对碱基发生改变引起核苷酸序列改变所致的突变，称为点突变（point mutation)；把核苷酸数目改变的基因突变称为缺失性或插入性突变(deletional and insertionar mutation)。基因突变后在原有位置上出现的新基因，称为突变基因（mutant gene)。基因突变后变为和原来基因不同的等位基因，从而导致了基因结构和功能的改变，且能自我复制，代代相传。 基因突变可以发生在生殖细胞，也可发生在体细胞。发生在生殖细胞的基因突变可通过受精卵将突变的遗传信息传给下一代，并在子代所有细胞中都存在这种改变。由于子代生殖细胞的遗传性状也发生了相应的改变，故可代代相传。发生于有性生殖生物体细胞的基因突变不会传递给子代，但可传给由突变细胞分裂所形成的各代子细胞群，在局部形成突变细胞群体。通常认为肿瘤就是体细胞突变的结果。 基因突变的原因很多，目前认为与下列因素有关：
一、自发性损伤 大量的突变属于自发突变，可能与DNA复制过程中碱基配对出现误差有关。通常DNA复制时碱基配对总有一定的误配率，但一般均可通过DNA损伤的修复酶快速修正。如果少数误配碱基未被纠正或诸多修复酶某一种发生偏差，则碱基误配率就会增高，导致DNA分子的自发性损伤。 二、诱变剂的作用 诱变剂(mutagen）是外源诱发突变的因素，它们的种类繁多，主要有： （一）物理因素 如紫外线、电离辐射等。大剂量紫外线照射可引起DNA主链上相邻的两个嘧啶碱以共价键相结合。生成嘧啶二聚体，相邻两个T、相邻两个C或C与T 之间均可形成二聚体，但最容易形成的二聚体是胸苷酸二聚体（thyminedimerTT )。由于紫外线对体细胞DNA的损伤，从而可以诱发许多皮肤细胞突变导致皮肤癌。电离辐射对DNA的损伤有直接效应和间接效应。前者系电离辐射穿透生物组织时，其辐射能量向组织传递，引起细胞内大分子物质吸收能量而激发电离，导致DNA理化性质的改变或损伤；后者系电离辐射通过扩散的离子及自由基使能量被生物分子所吸收导致DNA损伤。生物组织中的水 经辐射电离后可产生大量稳定的、高活性的自由基及H 2O 2 等。这些自由基与活 性氧与生物大分子作用不但可引起DNA损伤，而且也能引起脂质和生物膜的损伤及蛋白质和酶结构与功能的异常。电离辐射使DNA损伤的作用机制主要表现在三个方面：①碱基破坏脱落与脱氧戊糖分解。②DNA链断裂。③DNA交联或DNA-蛋白质交联。 （二）化学因素 如某些化工原料和产品、工业排放物、汽车尾气、农药、食品防腐剂和添加剂等均具有致突变作用。目前已检出的致突变化合物已达6万余种。现择下列常见化学诱变剂说明对DNA损伤的机制。
2016年3月北京市石景山区高三一模理科综合(生物部分)含参考答案
2016年石景山区高三一模理科综合 生物部分 2016.3 第一部分（选择题共30分） 本部分共5小题，每小题6分，共30分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1．我国科学家首次阐明超细大气颗粒物（PM）引发呼吸道疾病与细胞自噬（依赖溶酶体对 细胞内受损、变性的蛋白质和衰老的细胞器进行降解的过程）有关，如右图所示。下列 说法不正确 ．．．的是（） A．PM主要以内吞作用的方式进入呼吸道上皮 细胞 B．图中各种囊泡的膜结构相似 C．图中各种囊泡的融合都有赖于膜的流动性 D．若能够增强细胞的自噬作用，就能有效降 低呼吸道疾病反应 2．下列育种过程不能 ．．体现细胞全能性的是（） A．将悬铃木无菌苗叶片细胞制成原生质体，培养得到再生植株 B．将甲流病毒外壳蛋白诱导的小鼠B细胞与骨髓瘤细胞融合，培养获得抗甲流抗体C．将大熊猫的细胞核植入去核的兔子卵母细胞中，培养出大熊猫早期胚胎 D．将中华猕猴桃叶肉细胞与狗枣猕猴桃叶肉细胞融合，获得耐寒性提高的新品种3．某种着色性干皮症的致病原因是由于相关染色体DNA发生损伤后，未能完成下图所示 的修复过程。下列相关说法不正确 ．．．的是（） A．该病是由于染色体结构变异所致 B．酶Ⅰ或酶Ⅱ功能异常或缺失都可导致患病 C．完成过程③至少需要2种酶 D．该修复过程的场所是在细胞核中 4．胰高血糖素样肽-1( GLP-1) 是肠黏膜内分泌细胞分泌的一种激素，可增强胰岛素的合成和分泌，同时抑制胰高血糖素的分泌。选择50例糖尿病患者作为实验组，50例健康人群作为对照组，分别进食等量的馒头后，监测血液中各成分的含量变化如下表所示。下列 结论不正确 ．．．的是（）
黄化突变体文献综述全解
植物叶色突变体的研究进展 植物叶色的表现受叶绿体中各种色素的综合影响, 正常情况下,由于叶绿素在植物色素总量中占优势而表现为绿色.叶色突变体是植物中突变率较高且易于鉴定的突变性状,往往直接或间接影响叶绿素的合成与降解,导致植株的叶片颜色较正常的绿色发生变化.目前几乎所有的高等植物中都发现了叶色突变体.(陈艳丽)在本世纪三十年代就有关于叶绿素突变体的报道,但叶色变异通常伴随着植株矮小,并影响植株的光合作用造成减产,甚至在生长过程中出现死亡现象,因此叶色突变体常被认为是无意义的突变.直到1949年,Granick对失绿的小球藻突变体的研究并通过此突变解释了叶绿素合成过程[1]，人们才认识到叶色突变体对理论研究具有重要的作用。并且最近几年，叶色突变体的研究越来越深入，也受到广泛的关注，已经被用于基础研究和生产实践，也取得了一定的成果。[2] 叶色突变体的来源 除自然突变可产生叶色突变体外，利用人工诱变，插入突变和基因沉默等均可得到叶色突变，其中人工诱变和插入突变的突变频率较高。 自然突变就是在自然条件不经过人工处理情况下发生的突变，比如自然辐射，环境污染等。但是自然突变的频率极低，一般不超过1%（郭龙彪，2006），因此可供直接利用的突变很少。我国著名水稻良种矮脚南特就是在高杆品种南特号稻田里发现的自然突变，水稻的叶色突变体chl1和chl9（zhang et al .2006），棉花中的芽黄突变体（蒋博2012），荠菜型油菜黄化突变体都是自发突变体。 人工诱变 人工诱变导致植物基因产生突变，是选育新品种、创造新种质的有效途径。根据产生诱变的来源，人工诱变分为物理、化学诱变及基因工程引起的突变，物理和化学诱变是主要的诱变方法。 诱发植物发生突变的因素有诱变剂，物理诱变是通过各种射线（紫外线、X射线、、丫射线、p射线、中子等）来处理植物某个器官（如种子、子房、愈伤组织等），诱发植物发生基因突变。种子是最常用的处理材料，其对环境适应能力很强，可以在极度干燥、低温、高温、真空等条件下进行处理，并且操作方便，便于运输和储藏。1934年日本首次利用X射线处理水稻种子，成功得到水稻早熟突变体（阳惠琴，1995）我国于1987年开始航天搭载育种利用空间环境（微重力、高真空、微磁场等）进行诱变，通过地面选育得到有益变异创造出新种质、培育出新品种，已经成功在水稻种选出紫色、红色、茶色等叶色突变体（萨如拉，2009）。 化学诱变是通过烷化剂、叠氮化钠、碱基类似物等对植物进行诱变，其中烷化剂是诱变效率最高和最常用的化学诱变剂。常用的烷化剂又包括甲基黄酸乙酯（EMS）、磺酸二乙酯、乙烯亚铵和亚硝基乙基脲。EMS诱变得到的突变体大多数为点突变，诱变机理：EMS带有1个或多个活性烷基，该基团能够转移到其他电子密度高的分子上去，使碱基许多位置上增加了烷基,可以改变氢键的能力,从而DNA在复制时导致碱基配对错误而引起突变。EMS将鸟嘌呤的O6位置烷基化，在DNA复制过程中由于烷基化的鸟嘌呤与正常的胸腺嘧啶配对，使得碱基发生替换（赵用亮，1996）。EMS诱发的另外一个鸟嘌呤位点是N7位点，该位点是最易起反应的位点几乎可以与所有烷化剂起烷化作用，鸟嘌呤N7位点烷基化后，使核苷键发生水解导致断裂，鸟嘌呤从DNA链上脱落，造成DNA链碱基缺缺失，在复制的时候游离的碱基可能发生错配，以致发生碱基颠换即G：C—A：T，G：C—C：G，G：C—T：A；另外烷基化的鸟嘌呤易离子化，使稳定的酮式变为不稳定的烯醇式，不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对，从而发生G：C—A：T转换。除此之外，EMS还可能使两个鸟嘌呤N7