野生稻芒刺基因SAW1的克隆和分子进化研究

普通野生稻是亚洲栽培稻的野生祖先种。典型的普通野生稻表现为长芒，且芒上具有类似锯齿、方向均一的刚毛，即"芒刺"，而大多数栽培稻没有芒或仅有少量的顶芒，且芒的表面光滑，没有芒刺。芒性的减弱或消除是栽培稻驯化过程中非常重要的一步。申请者鉴定了一个以籼稻品种"93-11"为遗传背景、具有野生稻芒刺特征的渗入系，通过调查该渗入系与"93-11"回交构建的分离群体发现，芒刺受一对核基因SAW1（SPINY AWN 1）控制，有芒刺对无芒刺表现为显性。通过遗传分析发现，野生稻芒刺基因SAW1与水稻第4染色体长臂标记RM273紧密连锁，并将其定位在210kb的区间内。本研究拟采用图位克隆的策略，分离野生稻芒刺基因SAW1，并鉴定其功能。通过比较野生稻和栽培稻SAW1基因的序列和表达差异，揭示芒刺基因SAW1进化的分子机制，为进一步揭示水稻驯化的分子机理提供重要的理论参考。

普通野生稻是亚洲栽培稻的野生祖先种。典型的普通野生稻表现为长芒，且具有"芒刺"，而大多数栽培稻没有芒或仅有少量的顶芒，且没有芒刺。芒性的减弱或消除是栽培稻驯化过程中非常重要的一步。本研究以一个具有野生稻芒刺特征的渗入系9YIL304（籼稻品种"93-11"为遗传背景）为材料，采用图位克隆法分离了控制野生稻芒刺的基因SAW1（SPINY AWN 1），该基因位于第4染色体上，在芒的表皮细胞特异地表达。在水稻进化过程中，SAW1基因第一外显子1个碱基C的缺失，导致移码，编码蛋白提前终止，导致芒变短，芒刺消失。通过比较野生稻和栽培稻SAW1 基因的序列，发现该基因在栽培稻中受到了较强的选择。SAW1基因的分离、鉴定，为进一步揭示水稻驯化的分子机理提供了分子证据。