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分子植物育种
(
网络版
), 2010
年
,
第
8
卷
,
第
9
篇
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2010, Vol.8, No.9
http://mpb.
5th
.sophia
p
ublisher.com
第
1
页，共
10
页
研究报告
Research Report
水稻中花
11
号
Tos17
插入突变体库的创制
马振
,
陈国兴
,
吴昌银
华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室
,
湖北省武汉市
, 430070
通讯作者及电子邮件
: cywu@mail.hzau.edu.cn;
作者
分子植物育种
, 2010
年
,
第
8
卷
,
第
9
篇
DOI: 10.5376/mpb.cn.2010.08.0009
收稿日期：
2010
年
09
月
21
日
接受日期：
2010
年
10
月
24
日
发表日期：
2010
年
11
月
03
日
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马振等
, 2010,
水稻中花
11
号
Tos17
插入突变体库的创制
,
分子植物育种
Vol.8 No.9 (DOI: 10.5376/mpb.cn.2010.08.0009)
摘
要
基因标签技术是植物功能基因组研究的一种重要策略。本研究利用水稻反转录转座子
Tos17
创建了水稻品种中花
11
号的突变体库，该突变体库包含
15,543
个独立再生株系。
Southern
杂交证明中花
11
号中含有
4
个
Tos17
原始拷贝，经过
3
个月的组织培养，平均每个再生植株中含有
1.4
个新的转座拷贝，据此推测本突变体库中含有约
21 760
个新的
Tos17
插入位
点。利用接头
PCR
技术分离到
Tos17
转座位点侧翼水稻基因组序列
524
条，大约
310
个功能基因带有标签。侧翼序列的分
析结果表明
,
Tos17
显著偏爱于插入基因区，而显著不偏爱于插入基因间隔区和转座因子相关区。在基因编码区内，
Tos17
显
著偏爱插入基因的外显子区域。对
Tos17
插入突变体
T
1
代
1 881
个家系进行了突变表型的筛选，结果显示约
97
个
(5.15%)
家
系表现出明显的突变表型，其中以植株矮化、不育的突变体占多数。本研究证明
Tos17
突变体库是水稻功能基因组研究的有
用资源。
关键词
水稻突变体库
;
Tos17
反转录转座子
;
侧翼序列
;
功能基因组学
Development of a
Tos17
Insertional Mutant Library in the Rice Variety Zhonghua 11
Ma Zhen , Chen Guoxing , Wu Changyin
National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070
Corresponding author, cywu@mail.hzau.edu.cn;
Authors
Abstract
Gene tagging was a powerful strategy for gene annotation in plant genome. In this study, we have generated 15,543
independent lines employing an endogenous transposon
Tos17
as a tagging in Zhonghua 11 (
japonica
cv.) genome. Southern blot
hybridization showed that Zhonghua 11 contained four native
Tos17
copies in its genome. Underwent 3 months cultivation, every
generation lines had 1.4 new transposition copies number on average. It was estimated that a total of 21 760 new insertion sites in the
rice genome was tagged in this
Tos17
insertional library. Employing adapter-PCR method, more than 524
Tos17
flanking sequence
had been isolated and approximately 310 genes had been tagged. A comprehensive analysis of the flanking sequence revealed that
Tos17
prefers to insert into genic region rather than the TE-related region and intergenic region. In the coding region,
Tos17
strongly
favored the exon region. Morphological screen was carried out for 1,881 T
1
generations under normal field growth condition and 97
(5.15%) conspicuous mutants were collected. The popular mutant phenotypes were dwarf and sterility. It was verified that our
Tos17
insertional library was a useful resource for functional analysis the rice genome.
Keywords
Rice mutant library;
Tos17
retrotransposon; Flanking sequence; Functional Genomics
研究背景
水稻是重要的粮食作物，由于其基因组小、精
确的全基因组序列及高效的遗传转化体系，已成为
作物功能基因组研究的模式植物。在功能基因的研
究中，突变体对于基因的鉴定和阐释发挥着重要的
作用。然而，基因自然突变的频率很低，人为创建
大型突变体库已成为植物功能基因组研究的重要
平台。目前构建植物突变体的方法主要可分为物理
方法、化学方法和利用基因标签技术如农杆菌
T-DNA
插入、转座子插入等方法。以快中子为代表
的物理方法和双环氧丁二烯
(DEB)
﹑甲基磺酸乙酯
(EMS)
为代表的化学诱变的方法虽然可以很快的得到
突变体，但是突变体的表型和被突变的基因之间的联
系很难找到，只能通过图位克隆的方法来分离基因。
因此，构建突变体库最有效的方法是利用
T-DNA
或
转座子等插入元件来构建突变体库。由于插入元件序