一个新发现的棉花卷叶突变体遗传分析与基因精细定位

叶片是植物光合作用的重要场所，也是株型构成的重要因素。突变体是进行基因结构与功能研究的特种资源。陆地棉是异源四倍体作物，已发现超短纤维突变体Li1具有卷叶性状，该基因位于22染色体上。在我室的转基因研究中，新发掘出一个棉花卷叶突变体材料，其表型与Li1突变体有差异。在本项目中，将对我室培育的卷叶突变体材料进行遗传分析，明确与超短纤维突变体Li1突变基因间的等位性，通过构建（卷叶突变体×海7124）的BC1作图群体，依靠我室构建的高密度四倍体海、陆遗传图谱中的标记进行卷叶基因分子标记的精细定位。明确四倍体棉花决定卷叶性状基因存在特点和作用方式。进一步利用我室构建的TM-1/Li1 BAC文库进行阳性克隆的筛选，为最终分离和克隆该基因奠定基础。

突变体是进行基因结构、功能及进化等研究的特种资源。本项目基于农杆菌介导的棉花果胶裂解酶基因（GhPEL）转基因后代中获得的一个卷叶性状稳定遗传的变异株系进行遗传及分子定位分析。该突变体与Li1突变体在形态上表现非常相似，将其暂时命名为Lix，明确卷叶突变体突变基因与已报道的Li1突变体其突变基因的部分同源关系。显性纯合体（LixLix）材料叶片极度皱缩，只有营养生长无生殖生长；而Li1突变体中杂合体(Li1li1)材料表现叶片和茎杆扭曲及短纤维，而显性纯合体(Li1Li1)材料表现显性致死。进一步将Lix基因定位在Li1基因的部分同源染色体 -- Chr. 04大约30.9-cM区间内，两侧的标记为NAU8376 和 NAU3469。研究结果为进一步Lix/Li1基因的分离克隆，及其在棉花生长发育过程中的功能及进化研究奠定基础。通过本研究，在TAG上发表SCI收录论文1篇。项目负责人2012年入选南京农业大学首批“钟山学术新秀”。