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水稻矮化小穗基因DSP2的鉴定与克隆

文献类型： 中文期刊

作者： 裘霖琳;刘窍;孙宗修;付亚萍;刘文真;胡国成;翟玉凤;庞礴;汪得凯

作者机构：

关键词： 水稻; 矮化; 穗长; 突变体; 基因克隆

期刊名称：中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2022 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2021-2022年度） ; 科技核心（2021版） ; 农林核心（2020版）

摘要： 【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，为分子设计育种提供理论基础和基因资源。【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。

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