1、本文通過利用近等基因系進行了水稻抽穗期QTL-DTH3b的精細定位以及長芒基因Awn3的圖位克隆。抽穗期是影響水稻適應季節(jié)適應性和區(qū)域分布的重要農藝性狀之一。本文鑒定了一個在長日照條件下促進水稻開花的微效數量性狀位點DTH3b，并最終將其精細定位到46kb的物理區(qū)間內。DTH3b在長日照條件下是獨立于水稻光周期途徑中的兩個重要開花整合因子Hd1和Ehd1而直接上調兩個成花素基因Hd3a和RFT1的表達來促進開花的。芒是水稻外稃頂端中肋延

2、伸形成的結構，長芒表型嚴重影響水稻的收割。本研究在兩個無芒品種粳稻Asomonori(Aso)和秈稻IR24所構建的高代群體中檢測到了一個調控水稻長芒表型的數量性狀位點Awn3，并對其進行了精細定位和分子克隆。Awn3基因編碼一個含多個結構域的膜蛋白，來自秈稻IR24的Awn3位點在第二外顯子處因發(fā)生單堿基突變導致提前終止從而形成一個只包含55個氨基酸的蛋白，因而表現為長芒表型。
　　1.本實驗室前期的研究中檢測到一個位于3號染色

3、體短臂中部的抽穗期微效QTL-qDTH-3b（本研究中命名為DTH3b），但未進一步深入研究，本研究中我們分離了一個以Aso為背景且只包含12cM來自IR24的DTH3b位點片段的近等基因系NIL(DTH3b)。DTH3b的LOD值為5.46，在NIL(DTH3b)和Aso的F2群體中對表型分離解釋的貢獻率為27.37％。利用1500個極端晚抽穗的F2∶3家系最終將DTH3b最終精細定位到46kb的基因組區(qū)間內。
　　2.在北京自

4、然長日照條件下，NIL(DTH3b)的抽穗期比Aso延遲6.9天，在受控制的長日照條件下，NIL(DTH3b)也比Aso晚抽穗9.8天，而在海南自然短日照條件下及受控制的短日照條件下二者抽穗差異不顯著。在北京NLD條件下分別考察Aso抽穗60天后的Aso和NIL(DTH3b)種子的成熟度，發(fā)現Aso的種子成熟度比NIL(DTH3b)高出52％，但在NSD條件下，二者的種子成熟度都能達到100％。此外，Aso和NIL(DTH3b)的出葉速

5、率在CLD和CSD條件下都沒有顯著差異。表明DTH3b是一個水稻長日特異的開花調節(jié)子，來自Aso的DTH3b等位基因能更好地適應NLD條件。
　　3.QRT-PCR結果顯示，在CLD條件下，與NIL(DTH3b)相比，Aso中的兩個成花素基因Hd3a、RFT1及成花素下游的OsMADS14、OsMADS15的表達量都有顯著上調，而水稻光周期途徑中兩個主要的開花整合因子Hd1和Ehd的表達量沒有顯著差異。此外我們還檢測了Hd1和Eh

6、d1上游的6個主要開花促進因子OsGI、RID1/ OsID1/Ehd2、Ehd3、Ehd4、OsMADS50和OsMADS51以及6個開花主要抑制因子Ghd7、DTH8/Ghd8、OsMADS56、OsCOL4、PHYB和SE5的表達量，發(fā)現這些基因的表達量在二者中都沒有顯著差異。表明DTH3b在長日照條件下是獨立于Hd1和Ehd1而直接上調兩個成花素基因Hd3a和RFT1的表達來促進水稻開花的。
　　4.本研究發(fā)現兩個無芒品種

7、Aso和IR24所建構的染色體片段置換系CSSL23中存在明顯的長芒表型，利用其與Aso雜交的后代群體在3號染色體著絲粒附近檢測到一個在多環(huán)境中穩(wěn)定存在的長芒表型主效QTL，命名為Awn3，并分離出一個只包含27.2cM來自IR24片段的近等基因系NIL(Awn3)。遺傳分析表明Awn3為單個孟德爾遺傳因子，LOD值為18.97，在Aso×NIL(Awn3)的F2群體中能解釋55.17％的表型變異。
　　5.分別考察Aso和NIL

8、(Awn3)在不同環(huán)境條件下的長芒表型，二者的芒表型差異均達到顯著水平，且長芒表型受光照時間長短影響，芒長度及有芒穎花率高低與光照時間長短呈正相關關系。
　　6.利用Aso與NIL(Awn3)雜交的F2群體中選取的1300個有芒穎花率高的極端個體，最終將Awn3定位到一個12.3 kb的基因組區(qū)間內，該區(qū)間僅包含一個完整的候選基因，基因號為Os03g0407400。與Aso相比，來自IR24的Os03g0407400等位基因在編碼