直立重穗突變體的遺傳分析、候選基因克隆與育種利用.pdf

1、本研究以EMS誘變秈稻重穗型骨干恢復系蜀恢498(R498)，獲得遺傳穩(wěn)定的2個秈稻直立重穗突變體(R1338、R334)，以及其野生型對照品種蜀恢498為研究材料;對直立穗突變體的表型、解剖結構、群體生理特性進行了系統(tǒng)研究;對其直立穗基因進行了遺傳分析和候選基因克隆分析;并通過不完全雙列雜交，研究了直立穗突變體R1338和R334在育種中的應用前景。具體結果如下:
　　1.直立穗突變體R1338和R334的株高、穗長、籽粒長、籽

2、粒厚度方面極顯著小于野生型，而籽粒寬度、著粒密度方面則極顯著大于野生型，千粒重、穗粒數和單穗重等其他農藝性狀方面突變體和野生型均無差異。R1338的穗彎曲度8.48°，R334的穗彎曲度22°左右，屬于典型的直立穗型材料。
　　2.直立穗突變體R1338和R334的莖桿直徑、壁面積、橫截面積、穗頸腔面積、纖維素和木質素的含量均顯著高于野生型蜀恢498，節(jié)間變短，其抗倒力顯著增加;穗發(fā)育過程中一次枝梗的長度變短，一次枝梗密度增加，是

3、保持穗直立的主要原因。
　　3.直立穗突變體R1338和R334的葉片長度變短，劍葉的葉角變小，灌漿后期葉綠素含量，包括chla、chlb和類胡蘿卜素car的含量顯著高于野生型，有延緩早衰的特性。在群體透光性方面，從冠層向下直立穗群體的光強度降低速度遠小于彎曲穗群體，直立穗群體光合效率較高。
　　4.遺傳分析表明R1338和R334的直立穗特性均受一對半顯性基因控制;進一步通過近等基因池重測序結合共分離分析表明R1338的直

4、立穗特性是已報道的DEP2/EP2基因的等位突變，但與已報道的DEP2/EP2移碼突變體突變方式不一樣，其突變發(fā)生在第7外顯子，第928個堿基A突變成G，導致堿性的精氨酸(AGG)被置換成中性的甘氨酸(GGG)，說明該突變位點可能是該基因編碼蛋白質的重要結構域。R334的直立特性可能是由第9染色體LOC_Os09g07220基因突變導致，在該基因包含2個外顯子，全長1725bp，其突變位點發(fā)生第一個外顯子上C突變成T導致氨基酸序列中第5

5、6個堿性的精氨酸突變成中性的半胱氨酸，該基因可能是一個控制直立穗的新基因，定名為DEP4。
　　5.利用彎曲和DEP1直立穗不育系與蜀恢498及直立穗突變體進行不完全雙列雜交組合的產量和相關性狀分析表明:盡管直立穗不育系或者恢復系受不同的直立穗基因控制，與彎曲穗親本的雜交F1均表現為半直立，直立穗與直立穗親本的雜種F1均表現為直立;在遺傳背景相近的情況下，半直立穗雜交稻組合的產量與傳統(tǒng)彎曲穗相當或更高，直立穗雜交稻組合產量較低。比