黍稷落粒的生物学基础研究及落粒调控基因的鉴定

　　

摘要：

目的 黍稷对我国旱作农业、盐碱地开发利用和救灾补种有着重要的作用，但是落粒是黍稷重要的产量限制因素。研究黍稷落粒的机制，对选育抗落粒的黍稷新品种，提高黍稷产量具有重要的意义。 方法 以落粒性强的‘野糜子’和落粒性弱的‘红粘糜’为材料，利用石蜡切片，研究不同落粒性的黍稷品种间离层细胞的结构差异。其次运用反向遗传学策略，鉴定与水稻落粒基因同源的黍稷落粒基因。 结果 首先，通过对‘野糜子’和‘红粘糜’的离区组织的电镜观察发现，‘野糜子’在开花后，形成明显的离层，而在‘红粘糜’中，没有观察到完整的离层。其次，对黍稷落粒基因在‘野糜子’小穗开花后1、20和35 d的表达情况进行分析发现，大部分基因在开花后1 d的表达量最高。最后，通过比较‘野糜子’和‘红粘糜’PmSh1-1基因的cDNA序列发现，‘红粘糜’PmSh1-1的cDNA比‘野糜子’的cDNA短，缺少第3个外显子。 结论 黍稷离层发育不完整，能够导致黍稷落粒性降低。水稻OsSh1的同源基因PmSh1-1可能是调控黍稷落粒的候选基因。