摘要
水稻是世界上重要的粮食作物之一，随着耕地面积的减少和人口的增多，培育高产稳产的水稻品种成为一个重要的育种目标。株高是影响水稻产量的一个重要因素，对水稻矮生性状的研究可以培育耐水肥，抗倒伏的新品种，对提高水稻产量和品质具有重要意义。本论文对3个水稻半矮秆突变体进行了表型鉴定、激素敏感性分析和基因定位克隆研究，分为以下两部分内容: 第一部分:本研究利用EMS诱变粳稻品种日本晴获得了一个稳定遗传的矮秆突变体s1-1，对此突变体进行了形态学观察、基因定位克隆和功能分析研究，主要研究结果如下: (1)突变体s1-1主要表型为苗期和成熟期植株矮小，叶色深绿，叶长变短，叶片较宽。 (2)对外源活性GA3处理水稻幼苗第二叶鞘伸长及胚乳的α-淀粉酶活性诱导实验表明s1-1对GA处理的敏感性降低，信号传导途径可能受到阻碍。 (3)在s1-1中GA合成途径的关键基因CPS1和SD1不受外源GA的反馈调节，这也进一步说明s1-1对GA的敏感性降低。 (4)利用突变体与籼稻品种Dular杂交构建的F2群体进行基因定位，精细定位结果表明控制该突变表型的基因与水稻赤霉素受体OsGID1基因紧密连锁。序列分析发现s1-1的OsGID1基因在编码区第473个碱基由C突变成T，导致编码的第158位的脯氨酸突变成亮氨酸。 (5)酵母双杂交试验表明在10-4molL-1 GA3存在时，野生型和s1-1中GID1蛋白都能与SLR1蛋白相互作用，且s1-1与野生型的互作强弱不受影响。 第二部分:利用EMS诱变处理日本晴，筛选到2个稳定遗传矮秆突变体s1-46和s1-96，本研究对这两个矮秆突变体进行了形态学观察、相关的遗传分析、基因定位克隆和初步的功能分析研究，主要研究结果如下: (1)突变体主要表现为株高降低，分别为野生型的44.7％和55.9％，且叶片直立，穗粒数减少，籽粒变短。 (2)暗处理时，野生型的中胚轴伸长，但突变体的不伸长，说明突变性状与油菜素类固醇(3R)相关。 (3)外源活性BL处理后，突变体与野生型的叶夹角均变大，根长均变短，表明突变基因与BR的生物合成相关。 (4)遗传分析表明，该突变性状由1对隐性基因控制。 (5)通过与籼稻品种Dular杂交构建F2群体，将该基因定位在第1染色体40.9 Kb范围内。测序表明，该基因与参与BR生物合成的D2基因等位，其中s1-46笫305位的氨基酸由脯氨酸突变成亮氨酸，而s1-96第370位的甘氨酸突变成谷氨酸。
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