摘要
在作物矮化育种的“绿色革命”中，水稻主效矮秆基因sd1被广泛用于水稻抗倒伏品种的选育，曾为提高水稻产量发挥了重要作用。然而，亚洲普遍利用的水稻矮源品种的矮生性均由sd1等位突变基因控制。同一性状单一基因过度使用不利于遗传多样性。因此，挖掘具有理想农艺性状的新型矮源极为重要。 SV14是一个在水稻育种生产中广泛应用的抗倒伏温敏不育系。它是以温敏不育系Zhu1S为基础通过体细胞无性系技术培育出的矮化品种。与Zhu1S相比，SV14茎秆各节间尤其是基部节间显著缩短，其他农艺性状基本不变。通过构建Zhu1S与SV14的正反交杂交群体并进行遗传分析结果表明SV14的矮化性状属于单基因控制的半显性遗传性状，因此将该基因命名为SBI(Shornted Basal Internodes)。我们在Zhu1S与SV14直接杂交产生的F2代群体中利用依据极端性状群体混池测序方法成功克隆到SBI。该基因编码一个未报道过的GA2氧化酶，并且在茎秆基部节间优势表达。测序结果表明Zhu1S与SV14的SBI蛋白序列上存在两处氨基酸替换。体外酶活实验证明SBI可以将活性赤霉素转化为相应的非活性赤霉素，且SBISV14酶活比SBIZhu1S酶活更强。转基因植株表型分析以及体内赤霉素含量测定结果表明，位于SBI蛋白序列保守区域的第338位氨基酸替换对SBI酶活性强弱有显著影响。该位点的变化与不同水稻品种的株高及茎秆基部节间长度相关。基因演化分析表明SBI等位基因之间的差异很可能来自于不同祖先野生稻群体。目前，育种生产上已经利用SBI等位基因培育出许多高产抗倒伏新品种。SBI的发现为塑造合理的水稻株高表型供应了理想的基因资源，并为抗倒伏高产水稻品种的选育提供了有效策略。
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