一个浙粳99短穗小粒突变体的鉴定及转录组分析

作     者：梁楚炎 曾维 王洁冰 叶靖 巫明明 翟荣荣 张小明 张恒木 叶胜海 LIANG Chuyan;ZENG Wei;WANG Jiebing;YE Jing;WU Mingming;ZHAI Rongrong;ZHANG Xiaoming;ZHANG Hengmu;YE Shenghai

作者机构：中国计量大学生命科学学院杭州310018 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所杭州310021 浙江省农业科学院病毒学与生物技术研究所杭州310021 

出 版 物：《中国水稻科学》 (Chinese Journal of Rice Science)

年 卷 期：2025年第39卷第1期

页      面：67-81页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：浙江省水稻新品种选育重大科技专项(2021C02063-5) 海南省重点研发计划资助项目(ZDYF2023XDNY086) 浙江省省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室课题(2010DS700124) 浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划资助项目(2023C02055,2022C02034) 

主　　题：短穗小粒 表型鉴定 RNA-Seq 转录组分析 

摘      要：【目的】探明浙粳99优良穂型的形成机制,为水稻穗型发育机制研究及其育种应用提供科学依据。【方法】利用EMS诱变浙粳99获得短穗小粒突变体,借助分子标记获得连锁区间,采用RNA-Seq及DNA测序确定候选基因,并利用激光共聚焦显微镜观察突变基因的亚细胞定位。使用转录组测序的方法对该突变体的基因表达情况进行分析。【结果】Ossp3与浙粳99在株型、穗型以及粒型上均存在差异。该突变表型由候选基因Os02g0450000发生碱基插入引起。亚细胞定位结果显示该基因产物定位于细胞核。Ossp3幼穗出现329个差异表达基因(DEG),主要分布在1、3和4号染色体上,KEGG富集分析显示,这些差异表达基因主要集中在植物激素信号转导途径、MARK信号通路-植物等生物学过程。相关基因表达分析显示进化上保守的植物特异性基因OsSP3通过MAPK信号通路或与bZIP转录因子作用影响生长素、细胞分裂素含量及其对应信号途径,实现对稻穗发育的调控。【结论】优良穗型品种浙粳99 Os02g0450000基因突变会产生短穗小粒的表型,其生物学功能通过核定位实现,RNA-Seq分析表明该突变基因可能通过影响生长素与细胞分裂素信号通路协同调控稻穗的生长发育,同时很可能通过与OsbZIP47直接或间接作用调控粒型。