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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
4
页，共
10
页
1.5
侧翼序列分析
根据
TIGR
的数据我们将水稻基因组简单的划分
为三个区域：基因区
(Genic region)
，基因间隔区
(Intergenic region)
，转座因子相关区
(TE-related
region)
。依据对基因功能产生影响的直接区域，将基
因区界定为基因编码区，
ATG
上游
1kb
和翻译终止密
码子下游
500bp(Zhang et al., 2007)
。卡方检测结果证
明
Tos17
在基因区、基因间隔区和转座子相关区的分
布是不均匀的
(
2
=210, P<0.005)
。从
SR
值的计算结果
来看，
Tos17
在基因区内的插入数目要显著高于期望
值
(SR=10.85)
，而在转座因子相关区
(-3.68)
和基因间
隔区
(-8.88)
要显著少于期望值
(
表
3)
。我们初步认为
Tos17
极度偏向插入基因的编码区而不偏向于插入基
因的间隔区和转座因子相关区。
我们将基因区初步划分为编码区，
ATG
上游
1kb
区和翻译终止密码子下游
500bp
。同样通过卡
方检测证明
Tos17
的插入具有显著的偏爱性
(
2
=52.58
，
P<0.005)
。
SR
值证明
Tos17
在基因编码
区的插入要显著的高于期望值，而在
ATG
上游
1kb
区和翻译终止密码子下游
500bp
这两个区内要显著
少于期望值，初步证明
Tos17
偏爱插入基因区
(SR=4.55)
而不偏向插入
ATG
上游
1kb
区
(SR=-4.62)
和翻译终止密码子下游
500bp(SR=-3.25)
这两个区。
而基因的编码区又可以细分为外显子
(Exon)
和内含
子
(Intron)
这两个区域。卡方测验
(
2
=11.4, P<0.005)
证明
Tos17
插入数目在编码区内的分布也不是一个
平均的状态，而且存在显著差异。通过
SR
分析发
现
Tos17
在外显子内的插入数目要显著高于期望值
(SR=2.48)
，而在内含子内的插入虽然少于期望值但
是没有达到显著水平
(SR=-2.29) (
表
1)
。因此我们初
步认为
Tos17
在基因编码区内显著偏爱插入基因的
外显子区域。
表
1. 524
条
Tos17
标签在水稻基因组中各区间内的分布
(
以
SR
值
>2.33
为显著水平
)
Table 1 Distribution of the 524 Tos17 insertions in different regions of the rice genome.
1.6
Tos17
插入突变体的筛选
为了检测
Tos17
插入导致植株突变的效率，我
们对
1,881
个
T
1
代家系进行了突变表型的观察，每
一个家系至少种植
20
株，理论上二倍体物种中如
果一个染色体上含有一个
Tos17
插入拷贝，根据孟
德尔遗传分离比后代应该出现
1:2:1
的基因型分离，
纯合突变体应该占到观察植株数的
1/4
。在水稻正
常栽培条件下，我们在苗期、分蘖期、抽穗期、成
熟期考察了植株产生的变异，其中对育性、分蘖数、
抽穗期和穗型进行了重点观察。
在苗期出现的最多表型为白化和黄化，共观察
到白化突变体家系
12
个，占突变家系的
11.0%
，突变
频率为
0.64%
。出现黄化表型家系
9
个，占突变家系的
8.26%
，突变频率为
0.48%
。而移栽后，共计
88
个家系
出现突变表型，突变频率为
4.67%
，其中最主要的突
变表型为矮化，共观察到
42
个家系，占突变家系的
38.53%
，突变频率为
2.23%
。以晚抽穗
15
天为界限，
共计观察到晚抽穗家系
9
个，占总突变家系的
8.26%
，
突变频率为
0.48%
，其中一个家系
“08Z11AD56”
晚抽
穗
20
天。苗期和移栽后共计观察到突变家系
109
个，
突变频率为
5.79%
。所有突变类型及突变频率如表
2
所示，图
5
为部分典型突变体照片。
1.7
Tos17
插入位点的验证
插入标签法分离克隆功能基因首先要证实插入
标签与突变体表型共分离。由于
Tos17
插入位点的侧
翼基因组序列是通过
PCR
扩增得到的，在批量化收
比较组
Test
区域
Region
插入标签数
Number of insertion
期望值
Expected
标准差
SR
区段大小
Chromosome size (Mb)
1
Genic
389
226
10.85
160.4
TE-related
55
90
-3.68
63.8
Intergenic
80
208
-8.88
147.8
2
Coding
344
269
4.55
36.6
1kb upstream
66
116
-4.62
58.7
500bp downstream
34
59
-3.25
60.4
3
Intron
154
185
-2.29
37.6
Exon
190
159
2.48
35.5