• 研究报告 •
陈佳丹1,林涛2,王弯3,金成4,左建儒3, 5,粘金沯3
1. 海南大学热带农林学院,海口570228
2. 中国农业大学园艺学院,北京100193
3. 中国科学院遗传与发育生物学研究所,种子创新全国重点实验室,北京100101
4. 海南大学南繁学院(三亚南繁研究院),三亚572025
5. 海南省种子实验室,三亚572025Jiadan Chen1, Tao Lin2, Wan Wang3, Cheng Jin4, Jianru Zuo3, 5, Jinqiang Nian3
1. College of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Haikou 570228, China
2. College of Horticulture, China Agricultural University, Beijing 100193, China
3. Key Laboratory of Seed Innovation, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
4. Sanya Nanfan Research Institute of Hainan University, Hainan Yazhou Bay Seed Laboratory, Sanya 572025, China
5. Hainan Seed Laboratory, Sanya 572025, China摘要: 水稻的单株产量主要由分蘖数、穗粒数和粒重等三要素决定,并且这3个因素相互联系、相互制约和相互补偿,尤其是穗数和每穗粒数有较大的负相关,只有在各因素协调发展的情况下,才能获得高产。由于调控途径和通路之间的复杂性,水稻穗发育的调控机制仍未得到全面解释,需要进一步研究。本研究对东北优异粳稻品种空育131的EMS诱变体库进行筛选,鉴定出2个株高和每穗粒数均显著增加、分蘖减少的突变体,将其命名为hry1-1 (height, reduced tiller, yield 1)和hry1-2。与野生型相比,hry1-1和hry1-2突变体的株高、单株产量、穗长、每穗粒数、粒长、粒宽和粒厚等性状均显著增加,而分蘖数显著下降。遗传分析结果显示,hry1-1和hry1-2为等位变异突变体,其表型是由单个核基因隐性突变造成的。基于重测序的MutMap分析和图位克隆,本研究将HRY1基因定位在水稻第1号染色体上M33~M28标记之间576 kb物理区间内。细胞学分析结果表明,hry1突变体幼穗分化过程中具有更高的细胞分裂频次。此外,hry1突变体中细胞周期蛋白相关基因CycAs、CycBs、CycDs和CDKs等表达量显著高于野生型,表明HRY1可能通过调控细胞分裂影响水稻的穗发育和产量。综上所述,HRY1基因在水稻穗分化和发育调控过程中具有的重要作用,将为水稻高产稳产的分子设计育种提供新基因和思路。