水稻早熟突变体8479和9184的遗传鉴定

水稻抽穗期是决定品种地区与季节适应性的重要农艺性状。中国水稻生产区域十分广泛,生态条件与耕作制度复杂多样,各地区对品种生育期的要求也存在着不同,培育早熟高产品种是水稻遗传育种研究的重要方向之一。实验室前期获得了两份早熟突变体8479和9184,本研究对其进行表型观察、农艺性状调查、遗传分析和基因定位,以便为早熟基因的挖掘与利用打下基础。1、早熟突变体8479的遗传鉴定(1)表型及主要农艺性状:与野生型相比,8479抽穗期提前10~14天,株高、穗长、一级枝梗数、二级枝梗数、每穗粒数、千粒重和结实率极显著下降,颖壳呈褐色。花粉育性镜检结果显示,突变体8479花粉数量减少、染色不均匀且花粉粒部分不完整,表现出部分不育。(2)遗传分析结果显示突变体8479的早熟与褐壳性状在F_2群体中表现出9:3:3:1的分离比,表明早熟与褐壳受不同的隐性核基因控制。(3)F_2群体的早熟单株自交形成的F_3群体单株表型一致,且早熟与株高、穗长、穗粒数、千粒重和结实率降低共分离,表明这些性状受“一因多效”作用。(4)高通量测序和Mut Map分析显示,早熟基因突变位点位于第10染色体长臂的LOC_Os10g41590基因,第5294位碱基由G突变为A,造成转录的RNA缺失4 bp或10 bp,该基因编码一个具有C3HC4锌指结Hepatic encephalopathy构域蛋白的泛素连接酶。2、早熟突变体9184的遗传鉴定(1)表型及主要农艺性状:与野生型相比,9184抽穗期提前7~12天,株高变矮,有效穗数减少,叶片变长。农艺性状调查结果显示,突变3-Methyladenine体9184的穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数和叶片长度极显著增加;而株高、有效穗数和结实率显著下降;叶片宽度和千粒重没有差异。(2)遗传分析结果表明9184早熟性状受1对显性核基因控制。(3)等位性测验:利用突变体9184和本实验室Ef-cd早熟527(E527)为亲本构建F_1和F_2群体的早熟特性分析表明,9184的显性早熟特性是由Ef-cd基因控制。(4)9184来源于骨干恢复系蜀恢527的Gn1a基因敲除突变材料,Ef-cd/gn1a聚合控制的早熟大穗可能Blebbistatin作用对杂交水稻育种具有较重要的应用价值。