摘要: 水稻产量是由每穗实粒数、单株穗数和粒重三因素构成的。水稻粒重往往会受到水稻谷粒粒形性状影响，因此，水稻粒形性状不仅决定了稻米的品质而且也对稻米产量有重要作用。在对水稻的基础研究过程中，研究水稻粒形一方面可以对水稻的粒形性状的遗传机... 展开 水稻产量是由每穗实粒数、单株穗数和粒重三因素构成的。水稻粒重往往会受到水稻谷粒粒形性状影响，因此，水稻粒形性状不仅决定了稻米的品质而且也对稻米产量有重要作用。在对水稻的基础研究过程中，研究水稻粒形一方面可以对水稻的粒形性状的遗传机理产生初步的认识，另一方面可以为育种提高水稻产量提供有力的工具。本研究主要构建了来源两个重组自交系的粒形QTL的近等基因系，并以这些近等基因系为基础，对一个粒形QTL进行了精细定位和图位克隆；同时根据构建好的近等基因系将三个粒形QTL聚合到珍汕97B背景下，并根据发展而来的F2群体讨论了粒形QTL在粒重形成中的遗传构成。主要结果如下： 1．根据三个粒形主效QTL，即来源于珍汕97B/SLG群体的主效QTL(qGL3和qGW2a)和来源于珍汕97B/明恢63群体的主效QTL（qGS5），通过杂交回交的方式构建了它们各自在珍汕97B背景下的近等基因系。之后以这三个近等基因系为基础，把这三个粒形QTL聚合到珍汕97B背景中，获得F1(qGL3/qGW2a/qGS5)。通过基于水稻RICE6K芯片和传统的SSR技术检测聚合F1(qGL3/qGW2a/qGS5)的遗传背景，发现87%的遗传背景为珍汕97B来源。F1自交获得一个共932株的F2分离群体，分析了这三个粒形QTL的遗传效应和互作模式。通过方差分析结果发现这三个粒形QTL之间值不存在上位性等的互作，它们通过加性效应形成粒重，其中对粒重的贡献从大到小以此为qGW2a＞qGL3＞qGS5。 2．对两籼稻珍汕97B和SLG杂交而来的重组自交系分析粒形性状，我们检测到一个位于第三染色体上在SSR标记RM156和MGR2513之间的一个粒长QTL(qGL3)。通过大小为396株的qGL3的随机群体的QTL分析发现，在该区段存在两个粒长QTL，qGS3.1和qGS3.2。qGS3.2可以解释群体粒长变异的27.31%，其加性效应为0.65mm。我们以qGS3.2为研究对象通过发展大群体分离克隆该粒长基因GS3.2。GS3.2属不完全显性基因，在表型上，杂合基因型的表型值位于纯合基因型的表型值之间。通过发展了三次群体将GS3.2定位于SNP标记SNP1和STS标记S161之间的大约16.2kb的区段内。通过对双亲间基因组内比较测序和水稻开花期的基因表达模式的分析，确定了3个候选基因分别命名为Os2、Os3和Os4。 3．对这三个候选基因分别进行遗传转化验证候选基因。超量表达Os4发现转基因没有表型，而无论是Os3的互补转化还是突变体，谷粒粒长均没有发生变化，证明Os3和Os4并非GS3.2。Os2的超量表达可以增加谷粒粒长，抑制表达可以减少谷粒粒长，Os2互补转化可以减少谷粒粒长，我们确定Os2就是GS3.2。根据试验结果，推断GS3.2是位于qGS3.2内的一个微效粒长基因，其功能由表达量的差异造成。 4．对水稻颖壳的组织切片发现qGS3.2主要影响了纵向的细胞数目，根据Real-TimePCR，我们分析了GS3.2和细胞周期基因的相关表达，推测GS3.2主要通过影响细胞周期中的5个基因从而影响了细胞数目的变化。 5．根据试验结果，我们推测GS3.2的可能功能区域位于启动子区域。因此我们考察了本室189份微核心种质在GS3.2启动子的SNPs位点，将GS3.2的启动子分为四种基因型，type1，type2，type3和type4。其中大粒品种SLG属于type1，小粒品种珍汕97B属于type4。四种GS3.2的启动子基因型普遍存在于在籼粳稻亚群中。通过分析微核心种质在GS3.2启动子区域的自然变异，我们推测可能的功能微点集中在-1400bp到-2000bp处的7个SNPs和4个In/Del处。 收起