水稻矮化大粒突变体sdb1的鉴定与基因定位

摘要

适度矮化有利于提高水稻的抗倒伏性,进而影响产量和品质,是水稻育种中重要的选择性状之一,因此研究矮秆形成的分子机制具有重要的意义.为鉴定新的矮秆资源,探讨株高形成的分子调控机制,我们对籼型恢复系缙恢10号的EMS(甲基磺酸乙酯)诱变体库进行了鉴定,从中筛选到1个植株半矮化且籽粒变大的突变体sdb1.本文对其进行了形态鉴定、细胞学观察、遗传分析和基因定位等研究.田间种植条件下,全生育期sdb1的株高都明显矮于野生型,成熟期仅76.66 cm,与野生型的117.43 cm相比,下降了34.72％,差异达极显著水平,进一步分析发现sdb1的穗和各节间长均显著变短.在茎秆石蜡切片中发现,纵向细胞的长度与野生型相比无显著变化,横向细胞面积极显著变小、数量则极显著增加,纵向细胞变少是导致sdb1植株半矮化的主要原因.除植株变矮外,sdb1的另一典型特征是籽粒变大,千粒重由野生型的24.83 g变为突变体的29.00 g,差异达极显著水平;颖壳中薄壁细胞数量增加了22.05％,致使籽粒的长、宽、厚均极显著变大,从而提高了sdb1的粒重.此外,sdb1叶肉细胞层数增多,导致其光合色素含量极显著高于野生型,叶片呈现深绿色.遗传分析发现,sdb1的突变表型受单隐性核基因调控,利用中花11/sdb1杂交组合的F2隐性植株,最终将调控基因定位在第4染色体SSR标记RM16632和Indel标记J50-7之间约406 kb的物理范围内.这为SDB1的克隆和功能研究奠定了基础,也有助于水稻株高发育分子机制的进一步阐释.