【摘 要】
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水稻（Oryza sativa.L）作为最重要的谷物粮食之一,是全世界超过一半人口的主要食物来源。影响水稻产量的三大主要因素是穗数、每穗粒数和粒重,而粒重受水稻籽粒大小和灌浆过程调控。灌浆过程中,碳水化合物在光合组织合成,运输到籽粒,这一过程直接决定了水稻粒重,而叶片又是水稻进行光合作用的主要场所。因此,水稻籽粒大小和叶型均是影响水稻产量的关键农艺性状,筛选及研究水稻籽粒大小和叶型相关突变体对于提
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水稻（Oryza sativa.L）作为最重要的谷物粮食之一,是全世界超过一半人口的主要食物来源。影响水稻产量的三大主要因素是穗数、每穗粒数和粒重,而粒重受水稻籽粒大小和灌浆过程调控。灌浆过程中,碳水化合物在光合组织合成,运输到籽粒,这一过程直接决定了水稻粒重,而叶片又是水稻进行光合作用的主要场所。因此,水稻籽粒大小和叶型均是影响水稻产量的关键农艺性状,筛选及研究水稻籽粒大小和叶型相关突变体对于提高粮食产量至关重要。本研究通过EMS诱变,筛选得到一个水稻小粒突变体smg12和窄叶突变体w448,并对其候选基因进行克隆和初步功能分析,结果如下:（1）在海南陵水农场和北京昌平农场大田环境种植,突变体smg12相较于野生型籽粒变小、叶片直立、一级枝梗数和二级枝梗数减少、千粒重显著性降低。突变体w448表现为叶片变窄、株高变矮,籽粒变小且穗粒数减少、千粒重显著性降低。（2）对两个突变体进行遗传分析,将两个突变体分别与野生型KYJ回交得到F1代,再分别自交产生F2代分离群体。数据显示突变体smg12的F2代中野生型和小粒突变体表型植株数比例接近3:1,突变体w448的F2代中野生型和窄叶突变体植株数比例也接近3:1,卡方适合性测试进一步说明突变体smg12和突变体w448均受一个隐性单基因控制。（3）利用冷冻扫描电子显微镜分别观察smg12突变体的籽粒颖壳表面和w448突变体成熟期剑叶的1/2处横截面,数据结果显示突变体smg12较野生型颖壳的纵向细胞长度明显小于野生型,而细胞数目不变。突变体w448较野生型剑叶横截面的细胞数目显著性降低,而细胞大小不变。说明SMG12通过影响细胞大小来改变水稻籽粒大小,W448通过影响细胞数目调控叶片宽度。（4）利用Mutmap方法对两个突变体的候选基因克隆,并设计dCAPS标记进行验证。根据测序结果推测smg12的候选基因可能为OsBRI1,且smg12的突变发生在OsBRI1外显子的第2074个碱基处,发生了由C到T的碱基置换,使得跨膜结构域上该位置编码的丝氨酸变为脯氨酸。突变体w448的候选基因可能为NAL9,且w448的突变发生在NAL9外显子的第965个碱基处,由G突变为A,使得该位置编码的丝氨酸变为苯丙氨酸。（5）通过Luciferase实验和GST-pull down实验证明窄叶基因NAL9和宽叶基因DST能相互作用,因此我们初步推测NAL9和DST在调控叶片宽度时可能作用在同一条信号通路。
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