[目的]水稻株高和穗型在产量形成中发挥着重要作用.鉴定与克隆水稻株高和穗型发育相关基因,可以丰富水稻株高穗型发育调控的分子机理,为分子设计育种奠定理论基础和提供基因资源.[方法]在粳稻日本晴T-DNA插入群体中筛选到矮化小穗突变体dsp2-D(dwarf and small panicle 2-Dominant),对其主要农艺性状进行了分析;采用图位克隆法结合T-DNA标签分离法进行了基因定位和克隆;利用半定量PCR和qRT-PCR进一步确定dsp2-D的候选基因;遗传转化实验验证了DSP2的功能.[结果]与野生型日本晴相比,dsp2-D突变体表现为半矮化、穗轴和枝梗明显缩短、穗型直立、千粒重降低等特征;遗传分析表明该突变体受一对不完全显性单基因控制;利用图位克隆将DSP2定位于第2染色体标记RM208和RM7337之间,与RM3850共分离;随后遗传分析发现,T-DNA插入位点与dsp2-D表型共分离,利用TAIL-PCR分离T-DNA插入序列,显示T-DNA插入到上述RM208和RM7337之间的两个基因之间.RT-PCR检测发现,位于T-DNA插入位点下游的一个编码LOB家族转录因子基因的表达量明显增加,而其他5个基因的表达量变化不明显,表明该基因可能为DSP2的候选基因;在野生型日本晴中过量表达DSP2基因,转化植株出现半矮化、小穗的表型,与dsp2-D表型类似,从而验证了DSP2的功能.[结论]DSP2基因的过量表达是产生dsp2-D突变表型的原因;DSP2基因对水稻株高和穗长发育具有负向调控作用;为进一步丰富株高和穗型的遗传调控网络打下了基础.

水稻;矮化;穗长;突变体;基因克隆

裘霖琳;刘窍;付亚萍;刘文真;胡国成;翟玉凤;庞礴;汪得凯

浙江理工大学 生命科学与医药学院,杭州 310018;中国水稻研究所 水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006

中国水稻科学

[1]裘霖琳;刘窍;付亚萍;刘文真;胡国成;翟玉凤;庞礴;汪得凯-.水稻矮化小穗基因DSP2的鉴定与克隆)[J].中国水稻科学,2022(02):150-158

小穗基,dsp2,RM208,RM7337,RM3850

水稻,矮化,DSP2,稻株,株高,穗型,产量形成,富水,发育调控,分子机理,分子设计育种,基因资源,粳稻,突变体,dwarf,small,panicle,Dominant,主要农艺性状,图位克隆,分离法,基因定位,半定量,qRT,候选基因,遗传转化,化实验,野生型,穗轴,枝梗,直立,千粒重,遗传分析,单基因,体标记,后遗,插入位点,TAIL,插入序列,LOB,在野,过量表达,植株,突变表型,穗长,遗传调控,调控网络,基因克隆

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