粒重是產(chǎn)量要素的重要構(gòu)成因子。對粒形基因的研究不僅具有生物學(xué)意義,同時也具有重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和育種實踐意義。盡管水稻粒形基因的克隆和分子機理的研究在近十多年來取得了較大的進展,克隆更多的粒形基因并研究粒形調(diào)控的分子機制仍然對水稻生產(chǎn)具有重要意義。本研究以明恢63的大粒EMS（ethyl methanesulfonate）突變體grain length 5（gl5）為材料,通過對突變基因的克隆,突變位點分析和GL5的核酸多樣性分析,探索位于啟動子的自然變異與粒長的關(guān)系,為發(fā)掘可用的自然變異提供線索。主要結(jié)果如下:1.與野生型相比,水稻大粒突變體gl5在整個生育期植株表型沒有顯著差異,但是粒長顯著增長、穗粒數(shù)減少,結(jié)實率下降,產(chǎn)量顯著降低。碘-碘化鉀染色表明突變體的花粉育性較野生型顯著降低。2.結(jié)合高通量測序和MutMap分析方法,確定了該突變基因的候選基因,它在第5染色體上,編碼擬南芥MKP1同源蛋白OsMKP1。該基因的一個堿基發(fā)生了非同義突變,導(dǎo)致編碼的氨基酸發(fā)生了改變。通過構(gòu)建包含自身啟動子的全長基因的互補載體對突變體gl5進行遺傳轉(zhuǎn)化,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因陽性植株粒長、結(jié)實率和穗粒數(shù)可以恢復(fù)... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

水稻種子粒重的調(diào)控途徑(XingandZhang2010)

圖 1 水稻種子粒重的調(diào)控途徑(Xing and Zhang 2010)Fig. 1Aschematic network of genes regulating grain weight管對水稻種子發(fā)育的生物學(xué)機制研究尚不完善，但根據(jù)已有的研究進展，調(diào)控水稻粒形的基因主要通過兩種途徑，一是影響細胞分裂進而影響細是調(diào)控細胞壁的伸長進而影響細胞大小，它們最終都影響了水稻種子的al. 2018)。根據(jù)目前已克隆到的粒形基因，主要可分為如下幾個途徑：G徑、泛素途徑、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號途徑、激素途徑以及徑等，其中激素途徑又包括油菜素內(nèi)酯（BRs）、生長素（IAA）和細胞K）等(Li et al. 2019)。

Zhou et al. 2009)。RGA1 是水稻 G 蛋白的 α 亞基，粒、直穗，同時對水稻赤霉素（GA）的敏感性降低；RG量受到抑制的轉(zhuǎn)基因材料產(chǎn)生與 d1 相似的短小圓粒的guchi-Tanaka et al. 2000, Utsunomiya et al. 2011)。G 蛋白、DEP1 和 GGC2，由于結(jié)構(gòu)域差異，它們之間功能并不P1 通過與 G 蛋白的 β 亞基形成復(fù)合體發(fā)揮功能從而實單獨發(fā)揮功能，需要通過與 G 蛋白的 β 亞基競爭結(jié)合進，可以通過對 G 蛋白亞基的不同等位基因型進行組合和在不同范圍的精準調(diào)控（圖 3）(Sunetal.2018)。最近的S-box 家族蛋白 OsMADS1 的一個截短等位型，該等位白減少，稻米品質(zhì)提升(Liu et al. 2018)。實驗證明，LGY基 DEP1 和 GS3 互作，進而參與稻米產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)控的 GS3-DEP1-OsMADS1 的育種思路。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水稻粒型基因克隆和調(diào)控機制研究進展[J]. 劉喜,牟昌鈴,周春雷,程治軍,江玲,萬建民.  中國水稻科學(xué). 2018(01)



本文編號：3029426