水稻是最重要的粮食作物之一,世界上近一半人口都以大米为食,提高水稻单产对粮食安全具有重要意义。水稻的单产由有效穗数、每穗粒数和千粒重构成,所以粒重和穗型对水稻的产量有着巨大的影响。本实验室通过对粳稻品种日本晴进行大规模EMS (Ethyl Methanesulfonate,甲基磺酸乙酯)化学诱变处理,获得了一个水稻突变体库,在该库中发现了一个小粒稀穗材料,暂命名为sgl1 (short grain and lax panicle 1)。在整个生长期调查及分析sgl1和野生型日本晴的农艺性状,发现sgl1的田间表现是籽粒变短,穗子着粒较稀疏,千粒重明显降低,并且植株稍矮化。利用sgl1/G46B的F2代作为定位群体,精细定位目标基因并预测候选基因。主要结果如下：1.sgl1突变体的主要农艺性状统计：sgll籽粒长度明显缩短而宽度几乎不受影响,长度由野生型的0.69 cm缩短到sgl1突变体的0.53 cm,而宽度均为0.33 cm；导致籽粒的长宽比值显著降低到1.6,而野生型为2.1。sgl1千粒重为21.2 g,比野生型的26.3 g降低19.4%；sgl1穗粒数显著降低,每穗粒数由126粒减少为101粒(主穗),降低16.7%。sgl1因籽粒变短和粒数减少,使籽粒间隙明显变大,着粒密度非常稀疏。sgl1突变体株高有一定程度降低,经测量发现,主要是由于倒一节的缩短引起的,但穗长、倒二节也略有缩短。2.小粒稀穗突变体sgl1的遗传分析：将突变体sgl1与野生型亲本日本晴杂交,在四川成都分别播种亲本、F1及F2代,在整个生长期进行表型调查,结果表明F1代均为正常植株,F2代植株可区分为正常植株和小粒稀穗植株两种表型,经卡方(#)测验,其分离比例符合3：1,说明sgl1的小粒稀穗性状由1对隐性核基因控制。3.小粒稀穗突变体sgl1突变基因定位：以sgl1/G46B的F2代作为定位群体,应用实验室已有的350对SSR标记,将sgl1的突变基因定位于第4染色体上两个分子标记RM6997与RM252之间,遗传距离分别为15.5 cM和10.1 cM。为了进一步精细定位目标基因,根据已公布的粳稻日本晴和籼稻9311的基因组序列数据,比较定位区段内两品种的核苷酸序列差异,并运用Primer Premier 5.0软件设计插入／缺失(InDel)标记,最终得到5个具有亲本间多态性的InDel标记,其中利用C3与C4标记最终将该基因精细定位于约190 kb的染色体区域内。