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水稻是最重要的粮食作物之一,提高水稻产量改善其品质是目前育种的主要目标。水稻粒型包括粒长、粒宽、粒厚以及长宽比四个方面,会直接影响稻米的重量从而影响水稻的产量。除此之外,粒型还是一项重要的外观品质性状,同时直接影响稻米的加工品质。因此研究水稻粒型的遗传及分子机理,有助于高产优质稻米的选育。本课题包含两个部分,第一部分,我们利用一个由金23B与青谷矮构建的BC3F1回交群体,对粒型等相关性状进行了QTL检测,共检测到10个粒型相关QTL,通过验证发现其中有3个位点是未被克隆的新位点。第二部分,我们利用图位克隆的方法克隆到了一个位于第3染色体长臂末端控制粒长的QTL qGL3.3,并对其功能进行了解析。主要结果如下:1.考察高世代回交群体BC3F2和BC3F2:3连续两年的粒型相关性状,并对其进行QTL检测,共检测到10个QTL,其中位于第1染色体的qGW1、第3染色体的qGS3和第7染色体的qGS7这三个位点被重复两年检测到,分别利用BC3F3和BC4F2群体对qGW1,qGW7和qGL3进行效应验证,发现这三个位点在各自近等基因系下都能分别显著的影响对应的性状,表明这三个位点的确存在影响对应性状的基因。。2.通过珍汕97B（ZS97）和南阳占（NYZ）重组自交系群体检测到一个位于第3染色体长臂末端的粒长QTL qGL3.3,该位点的加性效应为0.278mm,其中来源于长粒材料（NYZ）的等位型起增效作用,能解释群体粒长变异率的11.5%。利用亲本ZS97与NYZ构建近等基因系,验证了该位点对粒长的效应。3.通过筛选重组单株和后代测验,最终将qGL3.3定位到15kb的区段内,该区段包含两个候选基因:LOCOs03g62500和LOCOs03g62510。对两个亲本材料进行比较测序,发现NYZ在LOCOs03g62500区段有一个G>A的变异,导致其剪切模式的改变,从而造成编码产物的缩短。LOCOs03g62500编码一个糖原合成酶激酶GSK5,因此将该基因作为GL3.3的候选基因。4.转基因实验发现,在ZS97B中敲除LOCOs03g62500会出现粒长增加的表型,超表达NYZ基因型CDS也会出现粒长增加的表型,NYZ中互补ZS97的编码区时能使其恢复短粒表型。上述结果表明LOCOs03g62500是GL3.3的功能基因,且是一个负调控粒长的基因,NYZ的单碱基变异是功能变异位点。5.Real-time PCR和GUS染色实验显示,GL3.3在多个组织中都有表达,是组成性的表达。亚细胞定位显示GL3.3蛋白定位于细胞核中。颖壳外稃扫描电镜显示GL3.3能正调控颖壳细胞数目,负调控颖壳细胞长度。6.分析水稻种质材料GL3.3的基因型发现,NYZ基因型材料的G>A的变异属于一种稀有变异,且只存在于热带粳稻中。分析GL3.3附近序列的核酸多态性发现,GL3.3可能受到了选择。热带粳稻中拥有A基因型的gl3.3同样拥有gs3基因型,分析发现GL3.3与GS3存在远程的连锁不平衡。还发现在NYZ背景下,GL3.3的效应要大于ZS97背景下的效应,分析RIL群体中GL3.3与GS3组成的4种不同基因型材料的粒型发现,GL3.3与GS3存在一定的上位性互作。7.考察近等基因系材料的产量相关性状发现,NIL-NYZ的粒长和粒重比NIL-ZS97有显著的升高,而粒宽、株高、穗长等性状都没有显著的变化,每穗实粒数有略微下降,最后产量并没有变化。表明GL3.3具有改良粒型并不影响水稻产量的潜力。综上所述,通过连锁分析的方法,我们检测到了几个新的粒型QTL,同时克隆了一个影响粒长的新基因GL3.3,该基因负调控粒长和粒重。GL3.3与粒长主效基因GS3存在一定的上位性互作,从而形成超长粒的材料。本研究克隆的GL3.3可以用来改良粒型,能够为超长粒水稻的培育提供一定的理论依据。