一个与水稻颖花颖壳发育相关基因的克隆与功能研究

相对于双子叶开花植物，单子叶模式作物水稻花器官发育分子机理的研究起步晚，突变体研究还相对较少，相关基因多采用同源克隆的方法而获得，这些基因在水稻中的确切功能因缺乏与性状的连接而无法确定。因此，进一步获得各种类型的花器官发育异常材料并进行深入研究，对于揭示禾本科植物特有的花器官发育模式，具有非常重要的意义。.本研究利用在转育WA型02428A的过程中回交各世代出现的颖花颖壳发育异常植株为研究材料，采用各回交分离群体为定位群体，对相关基因进行定位与克隆研究。利用WA、BT、HL型六千辛、苏秋不育系进行RNA干扰试验，通过分析不同不育细胞质下转基因后代表型的异同，探讨其与细胞质互作的方式；结合分子生物学技术，深入研究基因参与的信号途径，阐明造成这种颖花颖壳发育异常现象的分子机制。

颖花是形成水稻经济产量的重要库容器官，研究水稻花器官的发育有着重要的意义。本研究利用在转育WA型02428A回交后代中出现死穗性状的植株为材料，对水稻花器官发育进行研究。该类植株表现为穗顶部颖花明显退化，整穗颖花较小，抽穗后颖壳开始由上向下逐步变白最后变为褐色，整个稻穗呈枯死状，植株具有雌雄蕊分化，雄配子不育，雌配子正常。死穗性状在BT型、HL型、CL型不育细胞质和可育细胞质背景下均不表现，是由02428核基因与WA型不育细胞质互作的结果；遗传分析表明该性状为1对隐性基因控制，将该基因命名为gd(glume death)；利用多个回交世代群体中6510个单株，将gd定位在水稻第8号染色体的分子标记STS8-64和CAPs标记S8-9/spe1之间18.2kb物理距离内，该区域内共有3个ORF，均编码含有F-box结构的蛋白，经RT-PCR验证，确定ORF2为其候选基因。进一步分析表明，gd来源于云南地方品种螃蟹谷，其与WA型不育基因间存在互作，WA型恢复基因上位于gd。