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为了研究水稻花粉发育的机理,,本文利用60Coγ射线诱变的方法构建水稻雄性不育突变体库,在回交后代中获得两个水稻隐性单基因控制的突变群体Osms2和Osms3。
对Osms2进行组织切片观察发现,在小孢子四分体以前小孢子及药室各层壁都发育正常,但随后小孢子变形降解不能发育成花粉粒.而醋解实验也显示在四分体时期小孢子外壁发育不正常,最后导致小孢子降解不能形成成熟的花粉粒。Osms2与籼稻广陆矮杂交,自交获得F2代分离群体进行遗传定位.通过遗传定位方法,首先将突变基因座位定位在水稻第3染色体InDel标记0S302和SJ302之间.为了对OsMS2座位进行精细定位,我们在0S302和SJ302之间发展了6对有多态性InDel分子标记,将该基因座位定位在CL6-4和CL7-4之间,距离二者分别为0.1cM和0.04cM,物理距离为100kb左右。分析这个范围共有13个基因,其中的一个类似MS2基因与拟南芥雄性不育基因MS2同源,测序发现,该基因的第八个外显子有一个碱基缺失,导致发生移码突变。初步确定OsMS2即为候选基因。
Osms3突变体可进行正常减数分裂,形成二分体和四分体,但突变体的花粉壁发育与野生型相比,其绒毡层出现过早的液泡化和降解异常的表型。发育至小孢子晚期,突变体的小孢子数目变少,且无淀粉的积累,导致了不能形成正常的花粉粒。为克隆编码OsMS3的基因,用Osms3与籼稻广陆矮4号杂交产生的F2代群体,对OsMS3位点进行遗传定位,发现OsMS3与位于9号染色体上的Indel分子标记OS908有一定的连锁关系。为了进一步定位OsMS3位点,我们在9号染色体发展了5个新的InDel标记,将OsMS3位点精细定位在CL908与CL912两个标记之间约0.3cM的区间内。这些结果为进一步克隆OsMS3基因并研究其在花粉的发育中的分子作用机理奠定了良好的基础。