矮秆小粒水稻潇湘矮的形态学与分子遗传学分析

摘要：

[目的]研究揭示潇湘矮矮秆小粒的遗传机制,为潇湘矮的育种利用提供理论基础.[方法]利用水稻育种过程中自然突变而得到的稳定遗传的矮秆小粒水稻材料潇湘矮,对其进行农艺性状考查、赤霉素(GA3)和油菜素内酯(BR)敏感性分析、遗传学分析,并利用潇湘矮与其近等基因系NIL(NIP)衍生的F2群体对控制矮秆小粒的基因xxa进行图位克隆,最终利用转基因互补试验验证候选基因.[结果]潇湘矮除表现为矮秆小粒外,其穗长变短,穗型紧凑,千粒重极显著下降.不同浓度梯度的赤霉素(GA3)和油菜素内酯(BR)处理,发现潇湘矮对GA3部分敏感,而对BR不敏感.遗传分析发现其符合孟德尔3:1分离规律.图位克隆将xxa基因定位于第5染色体InDel标记F81和F82之间约70 kb区间的物理距离内.该区间包含8个开放阅读框(ORF).其中,第5个ORF(LOC_Os05g26890)被注释为水稻株高基因D1.序列分析发现,潇湘矮的D1基因在第5和12外显子分别有1个碱基的无义替换和3个碱基的缺失,其中第12外显子3个碱基的缺失导致1个赖氨酸的缺失.转基因互补显示D1可以恢复潇湘矮的表型.[结论]潇湘矮控制株高的途径可能与GA3代谢有关;潇湘矮矮秆小粒表型符合单隐性核基因控制的遗传规律;潇湘矮矮秆小粒性状是由D1基因突变所致.

关键词：水稻、矮秆小粒、图位克隆、机械化制种

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分类号：S511.024(禾谷类作物)

资助基金：国家自然科学基金资助项目31471472;国家重点研发计划资助项目2016YFD0101801;浙江省自然科学基金资助项目LY14C30009

在线出版日期：2017-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：238-246