1、水稻是世界重要的糧食作物，也是植物基因組研究的模式植物。以收獲籽粒為目的的水稻生產(chǎn)，其籽粒灌漿是生長發(fā)育過程中極為重要的階段，涉及復雜的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡和環(huán)境互作，直接關(guān)系到水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。通過對水稻灌漿突變體的研究，挖掘控制水稻灌漿速率的新基因，對深入認識水稻灌漿機理，細化水稻灌漿過程具有重要意義;也能加強對水稻籽粒灌漿過程中糖類代謝途徑生理因子和遺傳因子的認知，更好地了解灌漿充實的內(nèi)在信息，并能促進水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的選育，達到高產(chǎn)

2、優(yōu)質(zhì)高效的目的。
　　本研究報道了宜香1B經(jīng)EMS誘變而獲得的一個水稻籽粒灌漿延長突變體gef1(grain extended filling1)，并主要對其進行了農(nóng)藝性狀調(diào)查、生理生化特性測定、組織細胞學觀察、相關(guān)基因表達分析、遺傳分析以及基因定位等方面的研究。主要結(jié)果如下:
　　1.通過對突變體gef1與野生型宜香1B的主要農(nóng)藝性狀及稻米品質(zhì)測定發(fā)現(xiàn)，與野生型相比，突變體株高無明顯變化，但穗長縮短、結(jié)實率降低、每穗實粒數(shù)

3、減少。在種子形態(tài)方面，突變體種子的粒長、粒寬和千粒重均增加，長寬比無明顯變化，且進入灌漿期突變體籽粒穎殼外表面會產(chǎn)生不規(guī)則的深色斑點。在稻米品質(zhì)方面，與野生型相比，突變體gef1的出糙率無明顯變化，膠稠度、蛋白質(zhì)含量與整精米率顯著降低，堊白率和堊白度均增加，從而造成米粒透明度降低。
　　2.通過組織細胞學觀察發(fā)現(xiàn)，與野生型宜香1B相比，突變體gef1穗軸、倒一節(jié)間和倒二節(jié)間相同部位橫切面的大維管束的平均個數(shù)減少，兩者之間對應部位大

4、維管束個數(shù)差異變化幅度為2至7個;穗軸壁和莖稈壁的厚度無明顯變化，髓腔面積略為減小。穎殼內(nèi)表皮電鏡掃描結(jié)果表明，與野生型比較，突變體穎殼內(nèi)表皮光滑，細胞細長且數(shù)目增多。淀粉體電鏡掃描結(jié)果顯示，突變體的淀粉體呈球形，排列松散;而野生型淀粉體呈無規(guī)則多邊形，排列緊密。
　　3.水稻籽粒灌漿速率分析發(fā)現(xiàn)，野生型宜香1B在花后0～18天處于快速灌漿期，大量的同化物被轉(zhuǎn)運至穎果中，穎果干、鮮重持續(xù)增加;而突變體gef1的快速灌漿期維持有36

5、天，并且其籽粒的灌漿速率明顯低于野生型。水稻穎果發(fā)育動態(tài)分析表明，突變體gef1穎果前期發(fā)育緩慢，發(fā)育完全成形較野生型長約12天;突變體gef1從開花至種子成熟所經(jīng)歷的時間比野生型遲30天左右。
　　4.生理指標測定發(fā)現(xiàn)，野生型宜香1B籽粒中的可溶性糖含量呈單峰曲線變化，且在整個發(fā)育過程中含量維持在較低水平;而突變體gef1籽粒中可溶性糖含量卻呈現(xiàn)雙峰趨勢，且最大值明顯大于野生型。野生型籽粒中可溶性糖含量在受精15天后開始下降，而

6、突變體籽粒中可溶性糖含量在受精25天后才開始下降，并且在花后25天之前，籽粒中可溶性糖的積累效率與含量明顯高于野生型。開花30天后，gef1籽粒中的可溶性糖含量又急劇增加，表明該時間段籽粒中可溶性糖的積累效率明顯高于淀粉的合成效率。突變體穎果葉綠素含量在開花40天后才開始急速下降，說明穎果表皮持綠時間較長，背部維管束能維持長時間的運輸功能。
　　5.通過糖代謝相關(guān)基因的表達分析發(fā)現(xiàn)，相比野生型，SUS3在突變體gef1灌漿初期的變

7、化幅度不明顯，OsSSⅢa與SUS3類似，灌漿初期在gef1中的表達始終維持在某一較低水平，而在野生型中卻逐漸升高。此外，OsAGPL2與OsAGPS2b在突變體與野生型灌漿初期的表達存在明顯差異，在突變體中的表達均低于野生型，并且二者都呈現(xiàn)逐漸升高趨勢。
　　6.通過對gef1/宜香1B、gef1/02428和gef1/Kitaake雜交分析表明，三個組合的F1植株均表現(xiàn)正常，說明該突變性狀受隱性基因控制。三個雜交組合F2群體中

8、突變表型單株數(shù)與正常表型單株數(shù)的分離比均符合3∶1，表明該突變性狀受一對單隱性核基因控制。
　　7.以gef1/02428的F2群體作為初定位群體，選取均勻分布于水稻12條染色體上的510對SSR標記進行親本間多態(tài)性分析，并采用BAS(bulk segregation analysis)法對混池進行篩選。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在水稻第3染色體短臂的標記RM5474、RM7576、A3-7和A3-8在DNA混池間存在多態(tài)性，且與目的基因較連鎖。