1、水稻穗型是的水稻的重要產(chǎn)量因子之一，同時，控制水稻穗形態(tài)建成的分子機(jī)理是水稻發(fā)育生物學(xué)的重要研究領(lǐng)域。因此，分離克隆控制水稻穗形發(fā)育的基因不僅在水稻育種上有重要應(yīng)用價值，而且對于進(jìn)一步認(rèn)識水稻幼穗發(fā)育的分子機(jī)理有重要的理論意義。本研究從本實(shí)驗(yàn)室水稻T-DNA突變體庫中篩選出13個水稻穗部lax類突變體為基礎(chǔ)展開工作。這些突變體呈現(xiàn)小穗減少，著粒稀疏。這樣的突變表型和目前已經(jīng)克隆的兩個控制水稻幼穗發(fā)育的基因LAX1和LAX2的突變表型相似

2、，所以，我們首先對13個lax類突變體的LAX1和LAX2基因區(qū)段進(jìn)行比較擴(kuò)增，確定這13個突變體在LAX1和LAX2基因區(qū)段的變異情況。進(jìn)一步考察野生型和突變體表型確定突變體的表型變異。通過對T2代群體和F2群體的遺傳分析，確定突變基因的顯隱性情況。并通過PCR檢測確定突變體與T-DNA的共分離情況。通過PCR和測序技術(shù)確定lax1和lax2等位突變體的突變位點(diǎn)。最后，構(gòu)建遺傳定位群體定位基因。本研究的主要結(jié)果如下：
　　 1

3、.通過對13個lax類突變體的LAX1基因區(qū)段擴(kuò)增，發(fā)現(xiàn)其中有6個突變體在LAX1基因位點(diǎn)存在突異，這6個LAX1基因的等位突變體分別命名為lax1-1，lax1-2，lax1-3，lax1-4，lax1-5和lax1-6。并通過PCR和測序技術(shù)確定它們在LAX1基因的突變情況，分別為：lax1-1：LAX1基因啟動密碼子上游24kb至終止密碼子下游7kb缺失；lax1-2：LAX1基因啟動密碼子上游24kb至終止密碼子下游7kb缺失；

4、lax1-3：LAX1基因啟動密碼子前1416bp處T-DNA正向插入和基因啟動密碼子前1390bp處反向串聯(lián)T-DNA插入；lax1-4：LAX1基因啟動密碼子前1581bp處反向T-DNA插入；lax1-5：LAX1基因啟動密碼子前1658bp至6686bp缺失；lax1-6：LAX1基因啟動密碼子前4905bp處T-DNA反向插入。通過PLACE數(shù)據(jù)庫分析啟動子區(qū)序列發(fā)現(xiàn)，LAX1的啟動子區(qū)中含有參與表達(dá)調(diào)控的順式作用元件如DPB

5、F motif，DOF motif，CACGTG motif和ARF motif等，推測這6個lax1等位突變體變異主要是表達(dá)水平上的變化導(dǎo)致的。
　　 2.這6個lax1等位突變體的表型考察結(jié)果表明它們的株高和穗長與野生型植株沒有明顯差別，但是這6個lax1的等位突變體在分蘗數(shù)，一次枝梗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)這些性狀上呈現(xiàn)不同程度的變化，lax1-1，lax1-2和lax1-3屬于嚴(yán)重型的lax1突變體，lax1-4，lax1-5和l

6、ax1-6屬于溫和型的laxl突變體。6個lax1突變體基因水平上不同變異產(chǎn)生不同的表型，推測突變體的變異與表型存在聯(lián)系。
　　 3.7個lax類突變體分別命名lax1-L1，lax-L2，lax-L3，lax-L4，lax-L5，lax-L6和lax-L7，這些突變體以GAL4引物PCR陽性檢測結(jié)果顯示lax-L1，lax-L2，lax-L3，lax-L4，lax-L5，lax-L7的突變體表型與T-DNA的插入不共分離lax

7、-L6突變表型與T-DNA共分離，但是沒有分離到側(cè)翼序列。T2代群體遺傳分析結(jié)果顯示lax-L1，lax-L2，lax-L3，lax-L4，lax-L5，lax-L6，lax-L7這1個突變體材料的表型變異都是由一個隱性基因的突變而導(dǎo)致的。這些突變體在最近發(fā)表的LAX2基因區(qū)段擴(kuò)增結(jié)果說明這7個lax類突變體中l(wèi)ax-L1在LAX2基因區(qū)段存在變異。
　　 4.lax類突變體圖片和表型考察數(shù)據(jù)顯示，與野生型植株比較，lax-L1

8、，lax-L2，lax-L3，lax-L4，lax-L5，lax-L6和lax-L7的株高和穗長沒有明顯變化。而lax-L1，lax-L3，lax-L5和lax-L6突變體的分蘗數(shù)減少，lax-L2，lax-L4和lax-L7突變體的分蘗數(shù)則略微增加。lax-L2突變體的一次枝梗數(shù)是野生型植株的一半左右，而其他的突變體的一次枝梗數(shù)沒有明顯的變化。這幾個突變體的二次枝梗數(shù)都有不同程度的減少，lax-L2的二次枝梗的數(shù)目是最少的。lax-L

9、7突變體的每穗實(shí)粒數(shù)略微減少，其他幾個突變體幾乎不結(jié)種子。
　　 5.利用ZS97和ZH11的秈粳雜交獲得lax-L3，lax-L4，lax-L5的F2代定位群體和lax-L2，lax-L6，lax-L7的F1代定位群體。F2群體遺傳分析表明lax-L3，lax-L4，lax-L5表型變異都是由一個隱性基因的突變而導(dǎo)致的。利用F2分離群體中的突變型單株將lax-L3，lax-L4，lax-L5的目的基因定位在第4染色體長臂上RM

10、16880和RM1205兩個分子標(biāo)記之間，兩個標(biāo)記之間的物理距離為120Kb。
　　 6.最近發(fā)表的LAX2基因位于RM16880和RM1205之間120Kb的區(qū)域中。RT-PCR結(jié)果說明lax-L3突變體中LAX2的表達(dá)量下降。測序發(fā)現(xiàn)lax-L3突變體中LAX2 cDNA的第一個外顯子缺失50bp的堿基序列?；蚪M測序發(fā)現(xiàn)lax-L3突變體中缺失50bp的外顯子序列和10bp的內(nèi)含子序列共60bp的堿基序列，這說明LAX-L