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水稻是世界上主要的粮食作物之一,是禾本科的代表植物,也是单子叶植物的模式作物,同样也是短日照的模式作物。抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一,其生育期长短将影响品种的地区和季节适应性,在品种的培育和推广过程中起重要的作用。因此,深入了解水稻抽穗期的遗传规律,对相关基因进行精细定位和克隆,在改良水稻生育期性状方面具有广阔的应用前景。同时,深入探讨水稻抽穗期基因的网络调控对于阐明水稻抽穗的分子机理与选育适宜生育期水稻品种具有重要的理论和实践意义。在本研究中,我们以云南栽培粳稻滇粳优1号(DJY1)为受体亲本,非洲栽培稻为供体亲本的近等基因系(NIL)作遗传材料,该NIL无论在长日照还是短日照下抽穗期都比其背景亲本DJY1抽穗迟,将DJYl中控制早抽穗的基因命名为DTH3(DTH3,Days To Head On Chromosome3),NIL中对应的等位基因命名为dth3。我们将该抽穗期的基因精细定位,确定其候选基因为MADS-box家族基因,并克隆该基因,同时对DTH3的功能进行了研究。另外,我们还发现该基因可能与进化有关。主要结果如下：1.水稻抽穗期QTL DTH3的精细定位本研究所用材料是以云南栽培品种滇粳优1号(DJYl)为受体亲本,非洲栽培稻IRGC102203为供体亲本的近等基因系(NIL),该NIL无论在长日照还是短日照条件下抽穗都比受体亲本DJYl迟,用覆盖全基因组的192对SSR标记对NIL遗传背景进行筛选,发现在第3染色体短臂上标记g91和Ins32区间内存在2BAC的非洲栽培稻插入片段,并且这两个标记的基因型与298个DJY1×NIL的F2群体单株的抽穗期表型连锁,我们把该区间内来自DJY1中控制早穗的基因命名为DTH3, NIL中对应的等位基因命名为dth3。为了精细定位DTH3,种植DJY1×NIL的F2群体18000个单株于南京自然长日照下,将控制早穗的基因DTH3定位在标记g71与RM523标记之间,两标记间的物理距离为64kb。又将10000个单株的F2群体种植于海南自然短日照下,发现定位区间与长日照下的定位区间一致。通过对该区间基因预测得到一个MADS-box家族基因,DJY1和NIL在该基因的编码区序列和转录水平上都存在差异,这些结果为DTH3的图位克隆奠定了基础。2.抽穗期基因DTH3的克隆与功能分析DTH3编码一个MADS-box家族基因,对该MADS-box基因测序,发现DJY1和NIL在DTH3和dth3编码区序列上存在差异。因此,对DTH3进行克隆和功能分析。亚细胞定位实验表明该基因被定位于细胞核上,过量表达DTH3在水稻愈伤组织上就形成花器官。定量PCR分析DTH3在DJYl和NIL中的表达量,发现无论在长日照还是短日照下DTH3的表达量在DJY1中都高于NIL,研究发现,DTH3通过调控下游抽穗期基历Ehd1和RFT1的表达水平,从而促进抽穗。节律表达分析表明DTH3在黎明时表达量最高,在傍晚时表达量最低,而且无论在长短日照下,dth3的表达水平始终低于DTH3的表达水平。酵母双杂交实验发现DTH3能与OsMADS56互作,而来自NIL中的dth3却不能与OsMADS56互作。通过分析各品种中DTH3基因,我们发现dth3只存在于非洲栽培稻中。