水稻多小花小穗突变体mf1的鉴定与基因定位

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(2): 280-285
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ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9
E-mail: xbzw@
本研究由国家高技术研究发展计划(863计划) (2006AA10Z167), 国家自然科学基金项目(30971559)和重庆市杰出青年基金(2008BA1033)的资助。

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通讯作者(Corresponding author): 何光华, E-mail: hegh@
第一作者联系方式: E-mail: tanhua.li@
Received(收稿日期): 2010-07-08; Accepted(接受日期）: 2010-10-05.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.00280
水稻多小花小穗突变体mf1的鉴定与基因定位
李云峰 杨正林 凌英华 王 楠 任德勇 王 增 何光华*
西南大学水稻研究所 / 农业部生物技术与作物品质改良重点实验室, 重庆 400716
摘 要: 水稻小穗具确定性, 一个小穗内只包含一个可育的小花。

本文报道一个多小花小穗突变体, 其一个小穗内出现两朵及以上小花, 暗示小穗分生组织确定性的丢失; 另外, 这些小花的花器官也表现不正常, 包括外稃的伸长、浆片的缺失和雄蕊的减少。

遗传分析表明, 该突变性状受1个隐性单基因控制, 暂被命名为multi-floret 1 (mf1)。

利用群体分离分析法(bulked segregation analysis, BSA), MF1基因被定位在第3染色体上SSR 标记PSSR3和RM7576之间, 物理距离大约为34 kb, 包含4个候选基因。

研究结果为MF1基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。

关键词: 水稻; 小穗; 多小花; 确定性
Characterization and Gene Mapping of a Spikelet Mutant mf1 in Rice
LI Yun-Feng, YANG Zheng-Lin, LING Ying-Hua, WANG Nan, REN De-Yong, WANG Zeng, and HE Guang- Hua *
Rice Research Institute, Southwest University / Key Laboratory of Biotechnology and Crop Quality Improvement, Ministry of Agriculture, Chongqing 400716, China
Abstract: Rice has a determinate spikelet producing a fertile floret above two sterile lemmas. In this study, we reported a multi-floret 1 (mf1) mutant, in which spikelet lost the determinacy and produced two or more florets in an alternate phyllotaxy above sterile lemmas. In addition, all the florets showed the defects of floral organs development, such as the elongated leafy lemma, and decreased lodicule/stamen. Genetic analysis indicated that the mf1 trait is controlled by a single recessive gene. Using bulked segregation analysis (BSA) and rice SSR molecular markers, the mf1 locus was located between PSSR3 and RM7576 on chromosome 3 with a 34 kb physical distance containing four annotated genes. This result provided a foundation of map-based cloning and function analysis of MF1 gene.
Keywords: Rice; Spikelet; multi -floret 1; Determinacy
在过去的20年里, 人们对于高等植物花发育调控分子机制的认识有了长足进展, 这得益于在拟南芥等双子叶模式植物中的广泛深入研究。

拟南芥开花基因调控茎端分生组织转化为花序分生组织, 然后花序分生组织特征基因维持花序的顶端分生组织以保证次级花序的分化, 而花分生组织特征基因则负责在合适的位置将花序分生组织转化为花分生组织, 最后花分生组织在花器官特征基因的作用下向4轮花器官转变[1-3]。

相似的调控机制也存在于金鱼草和矮牵牛等其他双子叶植物中, 而且在一定程度上适用于单子叶植物, 如禾本科的水稻(Oryza sa-tiva )、玉米(Zea mays )等[4-6]。

然而, 由于禾本科植物
本身有着一些独特的花或花序结构, 人们对这些物种的花发育调控仍然了解得不够深入。

小穗是一个典型的禾本科植物特有的花序结构, 由一对颖片和数目不等(1～40)的小花组成, 依据小花数目是否固定, 可以分为确定性小穗和不确定性小穗两种[7-8]。

在我们熟知的禾本科作物中, 水稻和玉米的小穗是确定性的, 分别包含1朵和2朵小花, 而小麦是不确定性的, 包含2～6朵数目不等的小花[7-8]。

前人的研究发现, 水稻的SUPERNUMERARY BRACT (SNB )基因和玉米的INDETERMINATE SPIKELET 1 (IDS1)基因参与了小穗分生组织的确定性调控。

SNB 基因的功能缺失导致了小穗确定性的部分丢失, 在。