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一个水稻黄叶突变体的光合、遗传和农学特性研究

周祥胜

  利用300Gy的~(60)Co-γ射线辐照处理保持系Ⅱ32B,获得了一个黄叶突变体ⅡB11。经与Ⅱ32A回交,育成了一个全生育期带黄叶标记的不育系黄玉A及其保持系黄玉B。本试验研究了该突变体的光合特性,利用SSR分子标记对突变基因进行了初步定位,系统分析了黄玉A的农学特性,并应用该黄叶标记不育系开展了种子生产和品种纯度鉴定方法和有效性的研究。结果如下: 1、突变体黄玉A(B)与野生型Ⅱ32A(B)的光合色素含量存在显著差异。播后20-80d,与Ⅱ32A、Ⅱ32B相比,黄玉A、黄玉B的叶绿素(Chl)含量分别减少46.3%-53.2%、43.3%-47.8%,类胡萝卜素(Car)含量分别减少21.5%-31.9%、19.7%-30.9%。Ⅱ32A(B)的Chl a/Chl b和Car/Chl比值分别为4.1和0.20左右,黄玉A(B)的则分别高达7.5和0.25左右。以黄玉A、Ⅱ32A为母本与恢复系R3027配组生产的2个F_1代,其剑叶的光合色素含量及比例没有显著差异,与野生型植株相近。 2、不同时间段内测定的突变体叶片光合气体交换速率均高于野生型,黄玉A、黄玉B在13:10-13:39时的P_N为18.4μmol CO_2 m~(-2)s~(-1)、18.7μmol CO_2 m~(-2)s~(-1),分别较Ⅱ32A、Ⅱ32B增加11.7%、25.0%。不同材料的光响应曲线也存在一定差异,突变体较野生型表现较强的光合效率和耐光抑制能力。当光合光量子流量(PPFD)大于500μmol m~(-2)s~(-1)以上时,与Ⅱ32A、Ⅱ32B相比,黄玉A、黄玉B的净光合速率(P_N)分别增加19%-28%、11%-17%,但表观量子效率(AQY)分别为0.042、0.044,与对照相近。黄玉A/R3027在PPFD大于500μmol m~(-2)s~(-1)以上时的P_N值比Ⅱ32A/R3027的增加12%-19%;其AQY为0.054,比Ⅱ32A/R3027的增加28%。突变体的PS2最大光化学量子产量(F_V/F_M)、PS2有效光化学量子产量(F_V′/F_M′)、PS2的实际利用量子产额(Φ_(PS2))、非环式电子传递速率(ETR)均显著高于野生型;在吸收光能的分配上,突变体的光化学猝灭(qp)较高、非光化学猝灭(qN)较低。 3、通过亲本与其它品种的杂交F_2代群体叶色分离比例分析,确定该黄叶突变属于单基因隐性遗传,突变基因暂命名为xl(t)。进一步用两个F_2群体(黄玉B×Ⅱ32B和黄玉A×泥青粘)开展了与水稻SSR分子标记的连锁分析,获得了一个……