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光敏核不育水稻农垦58S是“两系法”杂交中的重要种子资源,其特性为长日光照下不育,短日光照下可育。通过研究者们的不懈努力,选育出了多个由农垦58S衍生出的核不育系,如最先广泛应用的两用不育系培矮64S。华中农业大学张启发团队分别在2011年和2016年找到并克隆了农垦58S、培矮64S育性感光基因PMS3和PMS1。但研究发现,培矮64S等农垦58S衍生的籼型不育系的花粉育性主要受温度调控,诱导花粉不育临界温度的高低成为了不育系能否安全制种的关键因素。到目前为止利用农垦58S为基因源还没有选育出比培矮64S不育性更稳定的不育系,杂交制种的安全性都没有温敏核不育系株1S高,有关农垦58S衍生不育系育性感温性的遗传机制也没有研究报道。本研究以农垦58S衍生的培矮64S以及所制备的近等基因系为材料,对其育性变化规律和感温不育基因进行研究,旨在促进对农垦58S衍生的不育系育性感温特性的认识。主要结果如下:1.在自然高温季节,通过对处于花粉母细胞至减数分裂期的培矮64S以及制备的近等基因不育株系进行7天23.5℃冷水处理,培矮64S花粉可染率为6.6%,近等基因不育株系p1花粉可染率高达87.9%,而p5-1、p28-1、p12三个株系花粉可染率为零。研究结果表明:农垦58S衍生的不育系的育性转换确实受到感温基因的影响,不同株系不育临界温度有差异。培矮64S的育性主要受温度调控,通过大群体低温加压筛选,可以选育出不育性比培矮64S更稳定的不育系,从而提高杂交水稻制种安全性。2.以培矮64S与丰源B制备的近等基因系各单株进行全基因组测序,发现有2个位点与不育性关联,分别初定位于7号染色体上的19830361bp-20025000bp之间(长194639bp)和9号染色体上的22453624bp-22902053bp之间(长448429bp)。3.利用QTL定位技术进行感温基因的精细定位,7号染色体的不育基因候选区间为19951787 bp-19960393 bp。日本晴可读框注释数据库上发现该区间仅有2个可读框,即LOC_Os07g33380和LOC_Os07g33390。9号染色体的不育基因候选区间为22613554 bp-22777780 bp之间,该区间内有28个可读框,需要在此区间内增加分子标记和扩大分析群体来进一步缩小区间,最终找到候选基因。4.对7号染色体上的候选基因进行克隆测序和氨基酸序列比对,结果显示这两个候选基因的外显子上均发生了碱基替换并导致氨基酸改变。利用TMpred对LOC_Os07g33380和LOC_Os07g33390基因编码的蛋白进行预测,结果显示这两个基因编码的蛋白质都没有跨膜结构域,是胞质内蛋白。用PSIPRED预测这两个基因编码的蛋白二级结构,不育系的二级蛋白结构上有α-螺旋和β折叠的差异,推测蛋白质的构象变化可能导致蛋白功能改变,从而影响花粉的育性。