水稻雄性不育突变体tip2-zh的鉴定与基因定位

本研究从籼稻中恢8015经甲基磺乙酯(EMS,ethylmethylsulfone)诱变的突变体库中分离鉴定出了 1个无花粉型雄性不育突变体tip2-zh.突变体tip2-zh与野生型中恢8015在株高、分蘖数、分裂角度、抽穗期等农艺性状上无显著差异,但其花药瘦小、细长且呈半透明状,花药中无成熟花粉细胞;花药半薄切片观察结果显示,tip2-zh减数分裂异常,花粉母细胞不能生成小孢子细胞,绒毡层空泡化、降解延迟,最终不能形成有活力的花粉粒.扫描电镜结果显示,突变体花药外壁的蜡质和角质等线状物质更加浓缩、内壁呈光滑圆润但不规则分层状态、花粉细胞最终降解破碎.遗传分析表明,该突变性状受1对隐性核基因控制,且对目的基因的图位克隆证实,该突变位点位于水稻第1号染色体长臂JX21和JX26之间27 kb区间内;测序分析发现该区间内bHLH转录因子TIP2/bHLH142(LOC_Os01g18870)的第1个外显子区存在1处单碱基替换,由野生型的C替换成T,使得其编码的氨基酸直接替换为终止密码子,转录和翻译提前终止,导致出现该不育表型.qPCR检测结果表明,tip2-zh突变体中许多雄性不育相关基因的表达量受到了该突变位点的影响,进一步证明TIP2-ZH在水稻花药发育的脂质合成、绒毡层降解以及花粉壁形成等生物学过程中具有重要作用.