株高和粒形是水稻最重要的農(nóng)藝性狀,其調(diào)控機理的研究一直被認為是將來提高水稻產(chǎn)量的重要手段。我們在EMS突變體庫中篩選到了一個穩(wěn)定遺傳的突變體,該突變體同時影響株高和粒形的發(fā)育,其株高顯著降低、籽粒明顯變短,因此將其命名為水稻矮化短粒突變體dwarf and short grain 1（dsg1）。遺傳分析確定dsg1突變性狀是受一對隱性核基因控制。DSG1被定位在第3染色體70Kb范圍內(nèi),該區(qū)間已有一個與dsg1表型類似的突變體報道。通過測序獲得一個編碼U-box結構域的候選基因,并參與水稻株高和粒型的調(diào)控。在本研究中,我們將通過表型鑒定、基因定位和候選基因驗證等方法確定目的基因,最后通過表達模式分析、亞細胞定位、超表達分析、細胞學分析以及激素實驗等分析DSG1控制水稻株高及粒形的相關機理,為進一步開展基因互作等研究奠定基礎。具體結果如下:1、形態(tài)學及農(nóng)藝性狀分析:與野生型相比,在苗期,dsg1突變體的根長和幼苗高度顯著減小,dsg1突變體葉鞘長度降低;在生殖生長階段,dsg1突變體株高顯著降低,且所有節(jié)間長度變短;dsg1突變體籽粒長度減小、結實率降低;dsg1突變體小穗長度減少,平... 

【文章來源】：西南大學重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

1赤霉素的生物合成代謝途徑（引自Hedden等2001）

71.3.1.2 赤霉素與水稻矮桿基因目前在水稻上已有多個不同類型的矮化基因被發(fā)現(xiàn)并克隆，例如屬于 GA 不敏感型水稻矮化突變體 gid2 和 dwarf1（d1）突變體,前者是由 Sasaki 等從水稻中分離而得，而后者 dwarf1 基因是由 Ashikari 等（Ashikari et al., 1999）發(fā)現(xiàn)的編碼一種在植物生長發(fā)育過程中具有關鍵作用的 GTP 結合蛋白，該矮化水稻植株主要表現(xiàn)為株高明顯矮化、葉片寬度增加且綠色程度加深、花序緊密程度增加。另外，水稻矮化基因的調(diào)控機制中，可以通過對目標蛋白進行磷酸化和去磷酸化而實現(xiàn)從野生型到矮化突變體的轉變，例如編碼 GA 信號傳導途徑的 SLR1 基因，如果SLR1 基因編碼的蛋白的去磷酸化作用被阻止，導致大量的磷酸化蛋白聚集，從而阻斷 GA 信號途徑的暢通，最終導致相應矮化突變體的產(chǎn)生。相反，如果能通過泛圖 1.4.2 植物體內(nèi) GA 信號傳導途徑（引自 Gomi 等 2003）Figure1.4.2 The GAsignal transduction pathway in Plants (quoted from Gomi et al 2003)

可以有助于人們清楚的了解 BR 在植物體內(nèi)如何傳導，如圖1.4.3（Wangetal.,2004），在對與 BR 相關突變體基因研究的基礎上，BR 信號通路已基本被闡明，對闡明 BR 對植物生長發(fā)育、生物合成途徑以及信號的合成和傳導通路將有極大的推動作用。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Brassinosteroid Signaling and Application in Rice[J]. Hongning Tong,Chengcai Chu State Key Laboratory of Plant Genomics and Center for Plant Gene Research(Beijing),Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China.  遺傳學報. 2012(01)
[2]矮化植物營養(yǎng)體解剖學的研究進展[J]. 黃金,李鳳蘭,孟婧,王多佳,孫莉莉,韓峰,金峰,李成雁,胡寶忠.  安徽農(nóng)業(yè)科學. 2010(21)
[3]水稻矮生基因的克隆和功能研究進展[J]. 馬良勇,包勁松,李西明,朱旭東,季芝娟,夏英武,楊長登.  中國水稻科學. 2009(01)
[4]Heterotrimeric G protein α subunit is involved in rice brassinosteroid response[J]. Lei Wang~(1,2) Yun-Yuan Xu~1 Qi-Bin Ma~(1,2) Dan Li~(1,2) Zhi-Hong Xu~(1,3) Kang Chong~(1,3) 1 Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology,Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences,Nanxincun 20,Xiangshan,Beijing 100093,China,2 Graduate School of the Chinese Academv of Sciences,100046 Beijing,China;3 National Plant Gene Research Center (Beijing),Beijing 100093,China.  Cell Research. 2006(12)
[5]水稻株高的遺傳控制及其在育種上的應用[J]. 高奮明,姜勇,孔德偉,李仕貴.  分子植物育種. 2005(01)
[6]水稻粒形與稻米品質的相關性試驗[J]. 劉燕德,歐陽愛國.  農(nóng)機化研究. 2004(05)
[7]中國主要稻米的粒型及其品質特性[J]. 羅玉坤,朱智偉,陳能,段彬伍,章林平.  中國水稻科學. 2004(02)
[8]兩個雙矮地方種質中新矮生基因的遺傳和等位性分析[J]. 馬良勇,朱旭東,李西明,楊長登,莊杰云,閔紹楷,夏英武.  中國水稻科學. 2003(04)
[9]水稻分蘗的分子機理研究[J]. 李學勇,錢前,李家洋.  中國科學院院刊. 2003(04)
[10]水稻矮稈性狀研究及矮源育種利用[J]. 谷福林,翟虎渠,萬建民,張紅生.  江蘇農(nóng)業(yè)學報. 2003(01)

博士論文
[1]控制水稻粒寬/粒重主效QTL的定位、克隆和功能研究[D]. 宋獻軍.中國科學院研究生院（上海生命科學研究院） 2007



本文編號：2927279