水稻雄性不育突变体dtp1的细胞学分析与基因定位
植物的雄性不育现象广泛存在于自然界中，对植物杂种优势的利用具有重要作用。花药作为水稻（OryzasativaL.）重要的生殖器官，研究水稻花药发育的相关过程对阐明其雄性生殖发育机制及调控途径具有重要的理论意义与应用价值。近日，江西农业大学沈亚琦等人在《核农学报》上发表了一篇题为“水稻雄性不育突变体dtp1的细胞学分析与基因定位”的研究论文，该研究利用60Co-γ辐射诱变松香早粳种子获得一个稳定遗传的水稻雄性不育突变体dtp1，对其进行了形态学观察、细胞学分析和基因定位。
通过不同时期的田间观察发现，营养生殖期间dtp1突变体植株整体及抽穗情况与正常植株无明显差异（表1）；进一步对小花解剖观察发现，突变体具有发育完全的雌蕊和数目正常的雄蕊，但是突变体的花丝伸长，花药瘦小颜色浅黄（图1）。碘染实验发现野生型花药内大量的饱满圆形正常成熟花粉粒被染成深黑色，而突变体花药中未发现花粉粒（图2），表明dtp1突变体属于无花粉型雄性不育突变体。通过观察分析野生型和突变体水稻不同发育时期花药的石蜡切片发现突变体花药发育过程中小孢子母细胞能正常进入减数分裂时期（图3A、G）；进入小孢子时期，野生型释放出近圆球形的小孢子，绒毡层浓缩且染色加深，但dtp1突变体花药绒毡层染色浅，开始降解，小孢子形状不规则（图3D、J）；在成熟时期，野生型中的花粉颗粒已经形成，绒毡层完全降解，但dtp1突变体中小孢子细胞降解至仅剩空腔（图3F、L）。
表1松香早粳与dtp1农艺性状统计
图1野生型和dtp1突变体表型比较
注：A：野生型（左）和dtp1突变体（右）的植株；B：野生型的花；C：dtp1突变体的花。比例尺为2mm。图2野生型（A）和dtp1突变体（B）花药碘染
图3野生型与dtp1突变体花药的石蜡切片
注：A~F：野生型花药石蜡切片；G~L：dtp1突变体花药石蜡切片；A和B：小孢子母细胞时期；B、C和H、I：减数分裂时期；D和J：小孢子时期；E和K:液泡化时期；F和L：花粉成熟时期。T：绒毡层；Msp：小孢子；图中比例尺为10μm。以dtp1突变体作为母本与松香早粳回交进行遗传学分析，调查F1群体发现所有种植的F1植株表型性状均与野生型松香早粳一致，但在F1自交获得的F2群体中出现育性性状的分离且符合3:1的分离规律（表2），表明育性性状受核基因控制，不育性状为单个核基因控制的隐性突变。
表2突变体性状的在群体中的分离
用均匀分布在水稻12条染色体上的对SSR引物对亲本松香早粳和日本晴DNA进行多态性筛选（图4），利用筛选出的对具有多态性SSR引物对亲本松香早粳和日本晴以及F2单株的DNA进行扩增，染色体连锁分析发现位于水稻第7染色体上的两个SSR标记7-2d和7-3h与目的基因存在连锁关系（图5）。
图4亲本多态筛选
注：自左至右每2个孔道对应一个引物，左为日本晴，右为松香早粳。图5BSA混池筛选
注：每3个孔道对应一个引物，自左至右分别对应为日本晴、松香早粳、F2群体混池。综上，该研究发现DTP1是一个新的调控减数分裂后绒毡层和小孢子发育的重要基因，为进一步进行DTP1基因的克隆与功能分析奠定了理论基础。
原文信息：沈亚琦，蒋文翔，项圆圆，王联红，张秋云，刘家林，贺浩华，胡丽芳.水稻雄性不育突变体dtp1的细胞学分析与基因定位[J].核农学报,,36(4):-.
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