%A 尚江源, 淳雁, 李学勇 %T 水稻穗长基因PAL3的克隆及自然变异分析 %0 Journal Article %D 2021 %J 植物学报 %R 10.11983/CBB21119 %P 520-532 %V 56 %N 5 %U {https://www.chinbullbotany.com/CN/abstract/article_81825.shtml} %8 2021-09-01 %X

穗型是决定水稻(Oryza sativa)产量的关键因素之一。我们从粳稻品种圣稻808 (SD808)的EMS诱变突变体库中发现4份短穗突变体, 这些突变体的穗长、一级枝梗数、二级枝梗数和穗粒数发生不同程度的降低。基因定位和图位克隆表明, 这些突变体的表型受同一基因控制, 将该基因命名为PAL3 (PANICLE LENGTH3)。PAL3编码一个含12个跨膜结构域的多肽转运蛋白。pal3-1pal3-2的点突变造成保守区域的氨基酸发生非同义突变; pal3-3的点突变造成第1外显子和内含子拼接错误; pal3-4的点突变造成蛋白翻译提前终止, 导致第12个跨膜域缺失。对PAL3进行单倍型分析, 共鉴定出9个单倍型(Hap1-Hap9), 其中Hap1-Hap3为主要单倍型。Hap1以粳稻为主, Hap2同时包含籼稻和粳稻, Hap3则以籼稻为主。Hap1起源于普通野生稻(O. rufipogon), Hap2和Hap3可能起源于一年生普通野生稻(O. nivara)。统计分析结果表明, Hap3的穗长显著高于Hap1和Hap2, 其具有提高穗长的潜力。该研究揭示了多肽转运蛋白对水稻穗型的重要调控作用, 为水稻穗型改良奠定了理论基础。