水稻穗顶部退化突变体tutou3的基因精细定位

作者：邢欣欣; 郭秀平; 李帅; 常艳琪; 寻子琦; 张欣^*

来源：植物遗传资源学报, 2021, 22(04): 1081-1089.

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20201223001

• 水稻
• 顶部退化
• 精细定位
• +-ATP酶" name="keyword">H+-ATP酶

水稻穗顶部退化在水稻生产中时有发生,影响水稻的穗粒数,严重时会导致水稻产量下降。目前,虽然从水稻穗顶部退化突变体中已经鉴定出了一些基因如PAA1、PAA2、TUT1等,但是对穗顶部退化发生的分子机制的认知仍十分有限。本研究报道了一个穗顶部退化的隐性突变体tutou3的基因定位及克隆结果。该突变体在营养生长时期表现为株高变矮,穗发育后期穗顶部发生严重退化,每穗实粒数、穗长、千粒重极显著降低。遗传分析表明,tutou3受1对隐性基因控制。利用tutou3×IRAT129杂交组合F2分离群体中的856个穗顶部退化极端个体,将基因TUTOU3定位在了4号染色体长臂端的29 kb区间内,测序研究发现,区间内一个编码质膜H+-ATP酶基因LOCOs04g56160的第8外显子存在1个C→A单碱基替换,导致第608个氨基酸从丙氨酸突变为天冬氨酸。qRT-PCR分析发现,TUTOU3基因在水稻中呈组成型表达,在突变体中该基因表达量下降。诱发穗顶部细胞程序性死亡的基因OsVPE2和OsVPE3在突变体tutou3中表达量极显著上升。对TUTOU3基因的深入研究将会揭示H+-ATP酶在穗顶部细胞的生长发育中的作用,有助于深入阐明穗顶部退化在细胞水平上发生的机制。

• 单位
  中国农业科学院作物科学研究所