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水稻颖壳不闭合基因SG5的鉴定与克隆

文献类型： 中文期刊

作者： 薛炮;王友霜;何弯弯;黄晨博;张涵;丁震乾;陈秋丽;范运新;丁成伟;孙廉平;胡婷婷

作者机构：

关键词： 水稻;颖壳开裂;浆片;sg5突变体

期刊名称：中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 【目的】水稻颖壳发育直接影响稻米产量与品质，挖掘颖壳发育基因并探究其分子功能，可为水稻优质高产遗传改良提供更多的基因资源。【方法】利用EMS诱变徐稻3号获得一个颖壳开裂后不闭合的突变体sg5 (split glume 5)；对其农艺性状和不同开花时间进行浆片表型和细胞学观察；通过图位克隆及BSA-seq相结合的方法鉴定SG5基因；结合野生型各组织表达量检测及GUS转基因株系各组织染色情况，探究SG5组织表达特异性；激光共聚焦观察SG5蛋白在原生质体中的亚细胞定位；进化树分析SG5在进化中的选择情况。【结果】突变体sg5在开花前颖壳发育正常，开花后颖壳保持开裂状态直至成熟。与野生型相比，突变体株高和有效穗数无显著变化，抽穗期显著提前，穗长增加，粒长、粒宽降低，结实率极显著降低。体式显微镜观察结果显示，突变体颖壳开裂是浆片保持膨大状态导致的。SG5基因定位在第5染色体InDel5-11-InDel5-13区间内，物理间距为3.72 Mb，图位克隆表明sg5突变体中LOC＿Os05g50890的第3内含子和第4外显子连接处发生G-A突变导致发生可变剪接，蛋白翻译提前终止。敲除实验证实SG5基因即为目的基因。SG5基因为组成型表达，在根、茎、叶中表达水平较高。SG5蛋白定位在细胞质和细胞核中。SG5在进化过程中发生籼稻、粳稻分化。【结论】本研究鉴定一个OsJar1基因新的等位突变，发现SG5在自然选择过程中发生了籼稻、粳稻分化。本研究为后续深入研究颖壳调控分子机制提供了新的线索，并为水稻设计育种提供新的基因资源。

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