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水稻粒宽突变体gw4的鉴定与基因定位

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[目的]水稻粒形是影响水稻产量和决定稻米外观品质的主要性状之一.筛选和鉴定新的粒形突变材料,可为研究水稻籽粒发育的调控机制奠定基础.[方法]粳稻品种中花11经1％的EMS处理,在诱变群体中获得一份窄粒突变体gw4(grain width on chromosome 4);分析粒形和其他主要农艺性状,在扫描电镜下观察颖壳细胞变化;利用突变体与籼稻品种台中本地1号配组的F2分离群体,选择隐性个体完成基因的精细定位;开展生物信息和测序分析,确定定位区间的候选基因;采用RT-PCR分析该基因在根、茎、叶、鞘、穗等组织中的表达模式及其他粒形相关基因的表达水平.[结果]与野生型相比,除了表现窄粒外,gw4的粒长、千粒重、每穗粒数、一次枝梗数和二次枝梗数等显著下降;扫描电镜发现gw4的颖壳内外表皮细胞均小于野生型;遗传分析表明该窄粒表型受一对单隐性核基因控制;通过开发的新标记最终将该基因定位在第4染色体BS6与EX49两个标记之间约31.74 kb的范围内;测序结果发现在LOC_Os04g01590基因编码区发生了一个由G至A的单碱基突变,导致原来编码的甘氨酸变成了天冬氨酸;qRT-PCR结果表明,LOC_Os04g01590主要在幼穗中表达,且在突变体中表达显著下降.[结论]GW4主要调控水稻粒宽的发育,预测LOC_Os04g01590为其候选基因.这为进一步丰富粒形的遗传调控网络打下了基础.
Identification and Fine Mapping of a Grain Width Mutant gw4 in Rice

邓雪梅、胡鹏、王月影、文艺、谭义青、伍豪、吴凯雄、王俊格、侯琳琳、朱黎欣、朱丽、陈光、曾大力、张光恒、郭龙彪、高振宇、任德勇、钱前、胡江

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中国水稻研究所 水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006

广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室, 南宁 530007

水稻 粒形 粒宽 基因定位 外观品质

浙江省自然科学基金杰出青年项目国家自然科学基金资助项目国家自然科学基金资助项目广西省自然科学基金青年科学基金资助项目

LR19C13000131871594913351052018GXNSFBA050058

2021

10.16819/j.1001-7216.2021.01204

中国水稻科学
中国水稻研究所

中国水稻科学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.775
ISSN：1001-7216
年,卷(期)：2021.35(3)
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