【摘 要】
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水稻是重要的粮食作物之一,其产量的高低对国计民生尤为重要。决定其产量高低的三要素主要是单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重,而千粒重主要与粒长、粒宽和粒厚等粒型指标相关。本研究中,我们用EMS诱变籼稻品种宜香1B,获得了一份可稳定遗传的水稻粒型、穗粒数突变体,暂命名为dxs（da xi sui）。通过与粳稻品种KTK和籼稻品种宜香1B杂交,我们构建了作图群体和测序群体,通过图位克隆结合Mutmap重测
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水稻是重要的粮食作物之一,其产量的高低对国计民生尤为重要。决定其产量高低的三要素主要是单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重,而千粒重主要与粒长、粒宽和粒厚等粒型指标相关。本研究中,我们用EMS诱变籼稻品种宜香1B,获得了一份可稳定遗传的水稻粒型、穗粒数突变体,暂命名为dxs（da xi sui）。通过与粳稻品种KTK和籼稻品种宜香1B杂交,我们构建了作图群体和测序群体,通过图位克隆结合Mutmap重测序我们得到了候选基因并对其进行了验证与分析。现有结果如下:1.通过农艺性状观察统计发现:突变体dxs的粒长、粒宽、千粒重增加7%、11%和22.1%,但在一次枝梗、二次枝梗及穗粒数降低30%,75%和57.7%,最终表现为大粒、稀穗表型;2.灌浆速率测定结果表明,突变体dxs在开花后12d-18d灌浆速率显著高于野生型,导致最后籽粒干重显著高于野生型;3.电镜扫描发现,与野生型相比,突变体小穗外颖壳中的细胞长度、数目显著增加,从而导致颖壳增大;4.遗传分析表明,dxs是单基因不完全显性遗传,其子代F1全部表现为双亲中间表型,结合图位克隆以及Mutmap分析结果,我们确定位于2号染色体的基因Os02g0596200为候选基因并命名为DXS。该基因表达一个预测的糖苷水解酶家族5蛋白（Glycosyl hydrolase family 5）。测序表明Os02g0596200的CDS区第1710个碱基由鸟嘌呤（G）突变为腺嘌呤（A）,同时导致第570位氨基酸残基由丙氨酸（Ala）变为苏氨酸（Thr）。我们利用CRISPR/CAS9在中花11中敲除该基因,转化株系T1代表现为籽粒变小。基于目前结果,该基因DXS很可能就是控制该表型的基因。5.生物信息学分析表明,DXS基因属于糖苷水解酶家族5蛋白,编码一个假定的纤维素酶。此外我们还发现DXS很可能与正向调控籽粒大小基因GS5存在相互作用关系,表达谱分析显示DXS的表达模式与GS5趋同。
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