水稻落粒的分子機(jī)理研究.pdf

1、野生稻的自然落粒性是其區(qū)別于栽培稻最重要的特性之一。野生稻的籽粒成熟時，籽粒會立即落下，這樣就可以避免被一些小動物吃掉，從而為野生稻的正常繁衍提供了保證，但是這種野生稻落粒習(xí)性會給人類的收獲帶來極大的不便，并造成巨大的產(chǎn)量損失，因此在馴化的過程中，野生稻落粒習(xí)性被選擇掉了。在栽培稻中，秈粳稻在打谷落粒性上也存在明顯的差異，一般而言，粳稻比秈稻難落粒；有些粳稻極難落粒，給收獲帶來極大不便，而有些秈稻比較容易落粒，又給產(chǎn)量帶來損失。因此在育

2、種中，如何調(diào)控落粒性來獲得打谷落粒性適中的品種是一個重要的課題，而這種調(diào)控有賴于水稻落粒分子機(jī)理的研究。為了解決野生稻的自然落粒性是如何被馴化的和水稻種子脫落的分子機(jī)理，本文利用圖位克隆方法克隆了來自云南元江普通野生稻(’YJCWR)的落粒基因SHATTERINGl(SHAI)。利用以一個具有落粒性的云南元江多年生野生稻(YJCWR)為供體，栽培稻特青為母體的高代回交群體，SHAI基因被精細(xì)定位到一個5.5Kb、只包含一個開放閱讀框(O

3、RF)的物理圖距內(nèi)。SHAI屬于一類三螺旋的植物特異的轉(zhuǎn)錄因子。這個SHAI，基因預(yù)測的氨基酸序列在元江野生稻和包括特青在內(nèi)的8個栽培稻品種中僅存在一個氨基酸的變異(K79N)，這個變異是由一個單堿基的變異造成的(g237t)。進(jìn)一步對g237t突變位點(diǎn)的DNA序列分析表明，g237t突變只出現(xiàn)在所有檢測的96個秈稻和112個粳稻品種中，而沒有出現(xiàn)在任何所檢測的25份野生稻樣本中。這個結(jié)果證明SHAI基因的g237t突變導(dǎo)致了種子落粒性

4、的喪失，所有檢測的栽培稻品種都因含有g(shù)237t突變而失去了種子成熟后的落粒能力。小穗離層組織學(xué)分析和SHAI基因的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了SHAI基因并不參與水稻離層的形成，而是可能控制水稻小穗離層細(xì)胞的分離。 通過對20個典型秈稻和20個典型粳稻的shaI基因組全長序列進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)這40個栽培稻的shaI基因序列完全一致，再加上96個秈稻、112個粳稻的都包含g237t突變，這些證據(jù)支持shal位點(diǎn)的選擇早于秈粳分化。對另一個已被證明控