全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2015, 41(8): 11641171 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
本研究由国家自然科学基金青年科学基金项目 (31301395), 国家公益性行业 (农业 )科研专项 (201303129), 教育部博士点基金项目
(20120182110024)和重庆市科技攻关计划项目(cstc2012ggB80004)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 王楠, E-mail: wangnan_xndx@126.com, Tel: 13752967156
第一作者联系方式: E-mail: fengpingfighting@163.com (冯萍); xingyadi1988@163.com (邢亚迪)
** 同等贡献(Contributed equally to this work)
Received(收稿日期): 2015-01-04; Accepted(接受日期): 2015-04-02; Published online(网络出版日期): 2015-05-04.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20150504.1029.007.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.01164
水稻卷叶突变体 rl28的特性与基因定位
冯 萍** 邢亚迪** 刘 松 郭 爽 朱美丹 娄启金 桑贤春
何光华 王 楠*
西南大学水稻研究所 / 转基因植物与安全控制重庆市市级重点实验室 / 南方山地农业教育部工程研究中心, 重庆 400716
摘 要: 叶片是光合作用的主要器官, 适度卷曲有利于改善群体光照, 提高光能利用率, 因此, 发掘和研究叶片发育
相关基因是改良株型和植物生长发育研究的重要基础工作。本研究报道了一个新的水稻稳定遗传卷叶突变体 rolled
leaf 28 (rl28), 与野生型相比, rl28从拔节期起叶片开始沿中轴脉向内侧卷曲, 叶片的卷曲度均极显著高于野生型, 且
叶夹角也不同程度小于野生型。扫描电镜及石蜡切片观察表明, rl28叶片单位面积气孔数、气孔导度显著高于野生型,
蒸腾速率极显著高于野生型, rl28中脉增大及临近的 2个泡状细胞数量减少。遗传分析表明该突变性状受 1对隐性核
基因控制, RL28基因被定位在第 5染色体标记 5-43和 5-34之间, 物理距离为 90 kb。本研究将为 RL28基因的图位克
隆及功能研究奠定基础。
关键词: 水稻(Oryza sativa L.); 卷叶突变体; 遗传分析; 基因定位
Characterization and Gene Mapping of Rolled Leaf Mutant 28 (rl28) in Rice
(Oryza sativa L.)
FENG Ping**, XING Ya-Di**, LIU Song, GUO Shuang, ZHU Mei-Dan, LOU Qi-Jin, SANG Xian-Chun, HE
Guang-Hua, and WANG Nan*
Rice Research Institute of Southwest University / Chongqing Key Laboratory of Application and Safety Control of Genetically Modified Crops /
Engineering Research Center of South Upland Agriculture, Ministry of Education, Chongqing 400716, China
Abstract: Leaves play a very important role in plant development for their function of photosynthesis. Moderate rolling leaves
can facilitate the improvement of plant’s population structure and enhance light-use efficiency, which is very important in ideotype
breeding. Therefore, the rolled leaf genes which regulate morphology in rice are important for exploring plant type and improving
basic research in molecular biology. This study reported a new gene rolled leaf 28 (rl28), which was derived from EMS-treated
restorer line Jinhui10. The mutational trait inherited steadily after several generations’ self-crossing. Compared with the wild-type,
the leaves of rl28 began to curl along the vasculan bundle in medial axis from jointing stage, leaf rolling index was significantly
higher than that of the wild-type, and leaf angles were less than those of wild-type. Scanning electron microscopy and morpho-
logical analysis showed stoma number per 10–5 m2 and stomatal conductance were significantly higher than those of the wild-type,
transpiration rate was significantly higher than that of wild-type. Compared with the wild-type, midrib of rl28 was much larger,
and the number of the two adjacent vesicular cells decreased. Genetic analysis showed that the mutational trait was controlled by a
single recessive nuclear gene. RL28 was finally mapped on chromosome 5 between SSR markers 5-43 and 5-34 with an interval
of 90 kb. These results provide a foundation for cloning and function analysis of RL28.
Keywords: Rice(Oryza sativa L.); Rolled leaf mutant; Genetic analysis; Gene mapping
水稻叶片是进行光合作用和呼吸作用的主要器 官, 是产量形成的决定性因子, 也是株型构成的重
第 8期 冯 萍等: 水稻卷叶突变体 rl28的特性与基因定位 1165
要因素[1]。卷叶是水稻叶片形态特征之一, 适度卷曲
不仅能够有效解决叶长和叶挺两者之间的矛盾 [2],
而且能防止叶片披垂、改善植株通风透光性、增强
下表面的光合作用, 故有利于水稻产量的提高[3]。
目前对水稻卷叶机理的研究, 主要是通过卷叶
突变体来挖掘相关重要基因并研究其功能, 从分子
水平解析卷叶调控的遗传机制[4]。叶片的发育是一
个复杂而多级的过程, 叶片发生卷曲主要与叶片的
近轴/远轴面的极性发育异常有关[5], 据此将水稻卷
叶突变体分为两类, 即内卷和外卷。叶片内卷表现
近轴化发育, 如 SHALLOT-LIKE1 (SLL1)编码与拟南
芥 KANADIs 基因家族同源的 MYB 转录因子, 其功
能缺失会导致离轴叶肉细胞的程序化死亡, 抑制离
轴特征的发育, 从而引起 sll1 突变体叶片的高度内
卷[6]; 与拟南芥 ZIP/Ago7 同源的 OsAGO7 基因过量
表达导致叶片上表面泡状细胞数目减少和泡状细胞
变小 , 叶片内卷 [7]; Rolling leaf14 (RL14)编码
2OG-Fe(II)氧化酶 , 上表面泡状细胞因气孔复合体
变小, 蒸腾速率下降而体积明显变小 [8]。叶片外卷
表现为远轴化发育, ADAXIALIZED LEAF1 (ADL1)
基因编码一种植物特异的类 Calpain 半胱氨酸蛋白
酶, 参与叶轴形成、顶端分生组织 (SAM)的维持和
叶原基位置特异性以及胚乳发育等, ADL1 的突变
使得叶极性和 SAM 叶原基的位置遭到破坏, 导致
远轴面的上表皮及叶肉组织近轴化, 分化为类泡状
结构, 进而导致叶片外卷[9]; Zou 等[10]通过 T-DNA
插入的方法获得一个外卷叶突变体 oul1, 其叶片外
卷是敲除水稻 Rice outermost cell-specific gene5
(ROC5)基因造成的 ; 锌指类结构同源转录因子
OsZHD1过量表达诱导叶片背面卷曲和叶片披垂[11]。
此外, 研究发现叶片卷曲还与生长素有关, 在拟南
芥和矮牵牛 (Petunia hybrida)中发现的基因
YUCCA 和 FLOOZY 的突变, 会引起内源吲哚乙酸
含量的变化, 从而使叶片卷曲 [12-13]; 在水稻中发现
了 YUCCA同源基因 NARROW LEAF7 (NAL7), 编码
一种黄素单加氧酶, 该基因突变引起 IAA含量变化,
导致叶片卷曲[14]。
本研究利用甲基磺酸乙酯 (ethylmethane sul-
fonate, EMS)诱变籼稻恢复系缙恢10号, 获得了一个
可以稳定遗传的卷叶突变体rl28。在遗传分析和表型
鉴定的基础上进行了分子定位, 最终将其定位在第
5染色体上。这将为该基因的进一步图位克隆和功能
分析奠定基础。
1 材料与方法
1.1 供试材料
突变体rl28来自EMS诱变恢复系缙恢10号 , 经
过多代自交, 突变性状稳定遗传。2012年, 用表型正
常的不育系西农1A与突变体rl28杂交, 同年在海南
种植F1, 并收获F2种子 , 于2013年在西南大学水稻
研究所分别种植亲本和F2群体。
1.2 农艺性状调查
在植株成熟后, 分别选择10株缙恢10号和10株
rl28突变体, 考察株高、有效穗、每穗粒数、每穗实
粒数、千粒重、结实率等主要农艺性状, 同时测量
叶片的长和宽。
1.3 组织学与扫描电镜观察
在拔节期分别取野生型缙恢10号和突变体的新
鲜叶片, 分别用FAA固定液(70%乙醇90 mL, 40%甲
醛5 mL, 冰醋酸5 mL)固定, 经脱水、透明、石蜡包
埋。取10 μm的横切片, 用番红、固绿染色, 在蔡司
荧光显微镜下观察、照相。
在拔节期分别取野生型缙恢10号和突变体的新
鲜叶片, 利用导电胶将样品固定, 在日立SU3500扫
描电子显微镜下观察并照相。
1.4 卷曲度及叶夹角的测定
在拔节期随机选取野生型和rl28各10株 , 测定
其功能叶长度并于叶片长度1/2处测量叶宽。同时计
算功能叶的叶片卷曲指数LRI (leaf rolling index)[15],
取平均值。LRI = (Lw−Ln)/Lw, 其中Lw为叶片展开
时最宽处的宽度(cm), Ln为叶片最宽处卷曲后两叶
缘之间的距离(cm)。
在拔节期随机选取野生型和rl28各10株 , 测量
功能叶的叶夹角, 即茎秆和叶脉之间的夹角。
1.5 基因定位
采用BSA法定位目标基因[16]。按CTAB法提取亲
本和基因池DNA[17], 按碱煮法提取F2群体DNA[18]。
参照http://www.gramene.org/microsat/的SSR引物序
列 , 根据西农1A和缙恢10号的序列差异比对设计
InDel引物, 均由上海英骏生物技术有限公司合成。
PCR总体系为12.6 μL, 含1.25 μL 10×PCR buffer、1
μL 50 ng μL–1 DNA模板、0.75 μL 25 mmol L–1
MgCl2、0.5 μL 2.5 mmol L–1 dNTPs、8.0 μL ddH2O、
1.0 μL 10 μmol L–1引物、0.1 μL 5 U μL–1 Taq DNA聚
合酶。PCR程序为94℃预变性5 min; 94℃变性30 s,
55℃退火30 s, 72℃复性30 s, 35个循环; 72℃延伸10
min。PCR产物经10%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳 ,
1166 作 物 学 报 第 41卷
快速银染后观察[19]。
1.6 图谱构建
F2定位群体中, 将具有西农1A 带型的单株记为
A, 具有 rl28突变亲本带型的单株记为 B, 具有杂合
带型的单株记为 H。根据公式[(H+2A)/2n]×100计算
遗传距离并构建连锁图谱, 其中 H 表示定位群体中
出现杂合体带型单株的数量, A表示出现西农1A正常
带型的单株数, n表示用于定位的隐性群体总株数。
2 结果与分析
2.1 卷叶突变体 rl28的形态分析及卷曲度、叶夹
角
与野生型相比 , 突变体rl28在苗期并没有明显
差异, 而在拔节期时叶片开始沿中轴脉纵向内卷曲,
该性状一直持续到植株成熟(图1-A, B)。野生型的卷
曲度较低 , 倒一叶至倒三叶均在10%以下 , 而突变
体则很高, 超过了70%, 表现十分明显的卷曲特性,
均极显著高于野生型(图1-C)。突变体倒三片叶的叶
夹角均小于野生型, 分别降低了3.1%、5.2%和4.5%,
其差异达到显著或极显著水平(图1-D)。
图 1 野生型与 rl28的表型分析
Fig. 1 Phenotype of wild-type (WT) and rl28 mutant
A: 野生型和 rl28突变体的植株; B: 野生型和 rl28突变体的叶片;
C: 野生型和 rl28突变体叶片卷曲指数; D: 野生型和 rl28突变体
叶夹角。图 A中, Bar = 25 cm; 图 B中, Bar = 2 cm。*: 在 0.05
水平上差异显著; **: 在 0.01水平上差异显著。
A: plants of wild-type and mutant rl28; B: leaves of wild-type and
mutant rl28; C: leaf rolling index of wild-type and mutant rl28; D:
leaf angle of wild-type and mutant rl28. Bar = 25 cm in the Fig. A;
Bar = 2 cm in the Fig. B. *: significant difference at P<0.05 by t-test;
**: significant difference at P<0.01 by t-test.
为了进一步探究突变体叶片卷曲的原因, 我们
对野生型和突变体的叶片进行了石蜡切片观察, 结
果表明, 与野生型相比, rl28 中脉的面积显著增大
(图 2-A~E), 中脉与第一个维管束(图 2-M, N)、第一
与第二个维管束(图 2-K, L)之间的泡状细胞数量明
显减少, 而其他维管束之间则没有变化(图 2-I, J)。
DROOPING LEAF (DL)是水稻调控中脉发育的关键
基因, rl28的中脉面积显著增大, 因此利用 QPCR检
测了 DL 在野生型和 rl28 中的表达情况, 结果表明
DL 在野生型和 rl28 叶片间无显著差异(图 2-F)。对
野生型和突变体的叶片进行了扫描电镜观察、光合
数据分析及单位面积气孔数量统计表明, rl28 单位
面积气孔数量(图 3-A~E)和气孔导度显著高于野生
型(图 3-F)、蒸腾速率极显著高于野生型(图 3-G)。
2.2 卷叶突变体 rl28的农艺性状分析
rl28突变体的株高、千粒重、穗长、有效穗数、
剑叶长宽、倒二叶长宽、倒三叶长宽与野生型相比
无明显差异, 而突变体的结实率只有 40.2%, 相比
野生型极显著的下降(图 4)。
2.3 RL28基因的遗传分析
用表型正常的不育系西农 1A与 rl28杂交, F1表
型正常, 说明该突变体受隐性基因控制。F2 代群体
中出现明显的分离, 分别表现双亲性状, 其中正常
单株 2280 株, 突变单株 752 株。经卡方测验, 正常
株∶突变株符合 3∶1 分离比(χ2=0.05<χ2 0.05=3.84),
表明 rl28突变体受隐性单基因控制。
2.4 RL28基因的分子定位
选用平均分布的 400 对引物对初步定位群体的
亲本和基因池进行连锁性分析, 发现位于第 5 染色
体的引物 RM3664和 RM19160与突变位点连锁。通
过 F2 代突变单株分析 , 将 rl28 突变位点定位在
RM3664和RM19160之间, 遗传距离分别为 8.57 cM
和 10.24 cM。为了进一步缩小定位区间, 在 RM3664
和 RM19160之间筛选出 6对在亲本间呈现出多态性
的引物, 分别是 RM31、5-11、5-34、5-43、5-54 和
5-100 (表 2), 通过 F2代突变单株分析, 最终将 rl28
突变位点定位在引物 5-34和 5-43之间, 分别只有 2
个和 1个交换株, 且没有包含关系, 5-54和 5-100与
RL28 共分离, 没有交换株, 物理距离为 90 kb (图
5)。通过信息学比对发现该区间共有 12个开放阅读
框, 其中 3个编码表达蛋白, 2个编码还原转座子, 2
个编码成束蛋白, 1 个编码谷氧还蛋白, 1 个编码植
物生长响应因子 15, 1个编码剪接因子 U2AF, 1个编
码锌指蛋白、1个编码 Ras相关蛋白(表 1)。
第 8期 冯 萍等: 水稻卷叶突变体 rl28的特性与基因定位 1167
图 2 野生型与突变体 rl28拔节期组织学观察
Fig. 2 Histological observation of leaves of wild-type (WT) and rl28 mutant in jointing stage
A: 野生型叶片横切面; B: rl28叶片横切面; C: 野生型中脉横切面, 图 A中红色方框放大; D: rl28中脉横切面, 图 B中红色方框放大;
E: 野生型与 rl28叶片中脉面积, (n=10); F: 野生型和 rl28叶片中 DL表达分析; G: 野生型中脉一侧横切面, 图 A中白色方框放大;
H: rl28中脉一侧横切面, 图 B中白色方框放大; I: 野生型泡状细胞, 图 G中黄色方框放大; J: rl28泡状细胞, 图 H中黄色方框放大;
K: 野生型泡状细胞, 图 G中白色方框放大; L: rl28泡状细胞, 图 H中白色方框放大; M: 野生型泡状细胞, 图 G中红色方框放大;
N: rl28泡状细胞, 图 H红色方框放大。图 A和 B中, Bar=10 μm; 图 C、D、G和 H中, Bar=25 μm。
A: cross-section of a wild-type leaf; B: cross-section of an rl28 leaf; C: cross-section of the midrib of wild-type, enlarged part of red box in
Fig. A; D: cross-section of the midrib of rl28, enlarged part of red box in Fig. B; E: midrib area statistics of the leaf of wild-type and rl28,
(n=10); F: expression analysis of DL in leaf between wild-type and rl28; G: cross-section on one side of midrib of wild-type, enlarged part of
white box in Fig. A; H: cross-section on one side of midrib of rl28, enlarged part of white box in Fig. B; I: vesicular cells of wild-type,
enlarged part of yellow box in Fig. G; J: vesicular cells of rl28, enlarged part of yellow box in Fig. H; K: vesicular cells of wild-type ,
enlarged part of white box in Fig. G; L: vesicular cells of rl28, enlarged part of white box in Fig. H; M: vesicular cells of wild-type , enlarged
part of red box in Fig. G; N: vesicular cells of rl28, enlarged part of red box in Fig. H. Bar=10 μm in the Fig. A and B; Bar=25 μm in Fig. C,
D, G, and H.
表 1 定位区域内预测基因
Table 1 Predicted genes in mapping region
基因名称
Locus name
基因注释
Gene annotation
基因名称
Locus name
基因注释
Gene annotation
LOC_Os05g48870 Auxin response factor 15, putative LOC_Os05g48930 Glutaredoxin
LOC_Os05g48880 Expressed protein LOC_Os05g48940 Expressed protein
LOC_Os05g48890 Fasciclin domain containing protein LOC_Os05g48950 Expressed protein
LOC_Os05g48900 Fasciclin domain containing protein LOC_Os05g48960 Splicing factor U2AF
LOC_Os05g48910 Retrotransposon protein LOC_Os05g48970 Zinc finger, C3HC4 type domain containing protein
LOC_Os05g48920 Retrotransposon protein LOC_Os05g48980 Ras-related protein
1168 作 物 学 报 第 41卷
图 3 野生型与突变体 rl28拔节期扫描电镜观察
Fig. 3 Scanning electron microscope observation of leaves of wild-type (WT) and rl28 mutant in jointing stage
A: 野生型叶片; B: 野生型叶片气孔排布; C: rl28叶片; D: rl28叶片气孔排布; E: 野生型和 rl28气孔数目; F: 野生型和 rl28气孔导度;
G: 野生型和 rl28蒸腾速率。图 A、B、C、D中, Bar=500 μm。*: 在 0.05水平上差异显著; **: 在 0.01水平上差异显著。
A: leaf of wild-type ; B: arrangement of stomas of a wild-type leaf; C: leaf of rl28; D: arrangement of stomas of an rl28 leaf; E: number of
stomas of wild-type and rl28; F: stomatal conductance of wild-type and rl28; G: transpiration rate of wild-type and rl28. Bar=500 μm in the
Fig. A, B, C and D. *: significant difference at P<0.05 by t-test; **: significant difference at P<0.01 by t-test.
图 4 野生型(WT)与突变体 rl28的农艺性状分析
Fig. 4 Analysis of agronomic traits in the wild-type (WT) and rl28 mutant
A: 株高; B: 有效穗数; C: 穗长; D: 千粒重; E: 结实率; F: 叶片长度; G: 叶片宽度。**: 在 0.01水平上差异显著。
A: plant height; B: effective panicles; C: panicle length; D: 1000-grain weight; E: seed setting rate; F: leaf length; G: leaf width.
**: significant difference at P<0.01 by t-test.
3 讨论
叶片是水稻最主要的同化器官, 是塑造理想株
型的重要性状之一, 卷叶是异型叶中的一种, 其最
直接的效应是使植株保持挺立, 改善上层叶片的透
光率, 提高群体光合效率。随着分子生物学的不断
第 8期 冯 萍等: 水稻卷叶突变体 rl28的特性与基因定位 1169
图 5 RL28基因在第 5染色体上连锁图谱
Fig. 5 Linkage map of RL28 on chromosome 5 of rice
表 2 第 5染色体上的连锁标记
Table 2 Polymorphic markers used in the fine mapping on chromosome 5 of rice
标记
Marker
正向序列
Forward sequence (5′–3′)
反向序列
Reverse sequence (5′–3′)
5-11 CGAGTGGATATAAATGTTACAATC CAGAGTTTGATGCCAAAACG
5-34 TGGTTGTTTGCAATTTGTATGT CACTATATAACTTTGATAGCAAACC
5-43 CATATGCCGCCCTTTGGTT GGAGAGATGAAGATTGAAGATAG
5-54 GTCAACGATTTGTCTCCCATG ATACGTGACACCGAGTGATGC
5-100 TCTTAGGACAGAATTTACATCCTAC CTGATTAAAGACACTCATTCCCA
发展, 利用突变体研究水稻叶片的发育和形态成为
新的研究热点[5]。
通过对拟南芥、玉米和水稻等植物突变体的研
究表明, 卷叶突变的形成除了与植物叶片腹-背极性
发育及环境有关, 如sll1、adl1等[6,9], 水稻叶片还可
以通过控制泡状细胞数量的多少或体积的大小来控
制叶片的卷曲 , 比如Roc5、SEMI-ROLLED LEAF1
(SRL1)、BR-deficient dwarf1 (BRD1)等[10,20-21], Roc5
编码与GLABRA2 (拟南芥亮氨酸拉链同源域基因第
Ⅳ类) 同源的蛋白, Roc5对泡状细胞的发育起负调
控作用, 它结合在表皮因子基因PFL1的启动子区域,
特异性地调控PFL1, 当Roc5被抑制时, PFL1表达减
少 , 泡状细胞数目和大小增加 , 叶片外卷; 而当它
被过表达时, PFL1表达增加, 泡状细胞大小和数目
减少, 出现内卷。半卷叶基因SRL1也与泡状细胞有
关, srl1突变体表型为泡状细胞数目增加, SRL1编码
一种糖基磷脂酰肌醇蛋白 , 特异性调控编码液泡
H+-ATPase亚基和H+-焦磷酸酶基因表达, 抑制液泡
的形成, 减少泡状细胞数量; 突变体则增加泡状细
胞数量, 引起半卷叶。此外, BRD1基因在控制水稻泡
状细胞数量方面有一定作用, brd1突变体叶片的泡
状细胞数量比野生型多, 但该突变体叶片并没有发
生反卷 , 因为该基因除了影响泡状细胞的数量外 ,
还影响叶片的其他细胞结构, 因此该突变体植株表
现为矮化并且叶片严重扭曲。
rl28临近中脉的 2个泡状细胞数量减少, 中脉面
积显著增大, 这是造成其叶片内卷突变表型的关键
原因之一。目前在水稻中, 并没有报道同时影响中
脉和泡状细胞发育及气孔发育而导致叶片卷曲的突
变体。水稻中脉的发育主要受 YABBY基因 DL的负
向调控[22-23], 该基因的严重突变导致叶片中脉发育
不全, 叶片披垂, 同时花器官也发生变化[22-23]。DL
基因存在复杂的调控模式, 其启动子及第一、二个
内含子都是表达调控的重要区域, 部分 dl 等位突变
体在启动子上游区域的突变仅仅影响中脉的形成 ,
而不影响花器官的发育[24]。rl28的中脉面积增大, 但
DL基因在 rl28突变体与野生型之间无差异, 中脉增
大可能与 DL 没有关系。另外 rl28 的单位面积气孔
数显著高于野生型, 目前植物中关于叶片气孔数与
叶片卷曲度关系的研究并不多。张静懿[25]在拟南芥
中发现生长素参与负调控气孔发育, 并揭示了这一
过程受核受体介导的生长素信号转导途径介导, 最
终通过生长素响应因子 ARF5/MP (MONOPTEROS)
直接负调控气孔发育的上游正调控因子编码基因
STOMAGEN 的表达, 从而负调控气孔发育, 突变体
的气孔显著增多。Price等[26]认为在叶片水分不足时,
泡状细胞膨压降低, 叶片卷曲同时气孔关闭, 蒸腾
速率降低, 当水分充足时泡状细胞膨压升高, 叶片
1170 作 物 学 报 第 41卷
恢复平展。rl14-1因水分不足导致泡状细胞异常, 气
孔复合体面积变小[8]。rl28 的单位面积气孔数增多,
气孔导度增大, 蒸腾速率升高, 这可能是导致叶片
卷曲的原因之一。
RL28基因定位在第5染色体标记5-43和5-34之
间90 kb的区间内。在已定位和克隆的卷叶突变体中,
位于第5染色体上的仅有rl7被定位在RG13和RG57
之间[27]、rl8被定位在RM6954和RM6841之间[28], 这
两个突变体与rl28位于不同的定位区间, 因此rl28是
一个未报道的水稻内卷突变体。在RL28基因的定位
区间内的12个开放阅读框中含有1个植物生长素响
应因子ARF15, 已有研究发现 , 植物生长素响应因
子(ARF)在植物根、茎、叶、花、果等中许多生长发
育过程, 不管是对单子叶植物还是双子叶植物都起着
重要的作用, 且不同的ARF具有各自独特的功能[29]。另
一个是C3HC4型锌指蛋白, 锌指蛋白是真核生物基
因组中最丰富的一类转录因子, 主要通过与核酸的
相互作用来显示不同的功能, 如促进转录、抑制转
录、单链DNA结合、IKNA结合或RNA/DNA双向结
合[30-31]。究竟是ARF15还是C3HC4、或者其他基因
突变引起叶片卷曲, 需要进一步研究。
4 结论
通过 EMS 诱变籼稻缙恢 10 号获得卷叶突变体
rl28, 从拔节期功能叶片开始明显卷曲, 叶夹角显著
低于野生型。rl28中脉的面积比野生型显著变大, 中
脉与第一个维管束、第一与第二个维管束之间的泡
状细胞数量明显减少。rl28 的气孔导度和单位面积
气孔数量显著高于野生型, 蒸腾速率极显著高于野
生型。该突变性状受一对隐性核基因控制, 突变位
点被定位在第 5染色体 SSR标记 5-43和 5-34之间,
物理距离约 90 kb。
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