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作者:夏思奇;杨汉树;邱牡丹;李磊;李懿星;宋书锋;李莉;王建龙;
单位:湖南农业大学农学院;湖南杂交水稻研究中心杂交水稻全国重点实验室;
摘要:花粉育性是水稻生殖发育中的重要性状,直接影响水稻的产量。本研究鉴定到一个包含Glyco_32核心结构域的糖苷水解酶编码基因OsINV3。通过实时定量PCR对OsINV3的时空表达模式分析发现,该基因在穗发育各阶段均有表达且在幼穗分化第6期具有较高的表达水平。通过亚细胞定位分析,发现OsINV3定位于细胞质。利用CRISPR/Cas9技术获得了粳稻9522和籼稻五山丝苗背景下的功能缺失突变体9522~(01590)-1和9522~(01590)-2、WSSM~(01590)-1和WSSM~(01590)-2。通过对表型分析及农艺性状统计发现,2种不同背景的突变体材料均表现为株高矮化、花粉育性下降、结实率降低。进一步分析发现,不同背景的突变材料,对育性下降的程度存在差异,在籼稻五山丝苗背景下,OsINV3的功能缺失导致花粉完全败育。通过半薄切片超显微观察发现,OsINV3的功能缺陷导致花药壁和小孢子发育异常。本研究为水稻花药发育提供新的研究思路,为水稻遗传育种提供遗传材料。
关键词:水稻;;花粉育性;;OsINV3基因;;糖苷水解酶;;CRISPR/Cas9
基金资助:湖南省科技创新计划岳麓山种业创新项目(2021NK 1002);; 长沙市科技计划项目(kq2004053)