水稻种子快速萌发突变体rgs1的鉴定及调控基因克隆

水稻种子快速萌发,可减短吸水膨胀至出土成苗时间,减少有害生物危害,进而有效提高种子成苗率,有利于培养强壮秧苗。为此,本研究对缙恢10号EMS(甲基磺酸乙酯)诱变体库进行了筛选,从中鉴定到一个种子萌发快且矮化多蘖的突变体rgs1,进一步分析发现矮化是由于各节间均缩短造成的,而多蘖则是分蘖芽发育较快引起的。遗传分析表明rgs1的突变性状受单隐性核基因调控,定位区间内叶绿体ζ-胡萝卜素异构酶编码基因LOC_Os12g21710的第3个外显子发生了G至A的碱基替换,导致蛋白翻译提前终止,从而确定为目的基因。qPCR分析发现,与野生型相比,突变体中独角金内酯(SL)合成基因HTD1、D27、D10及信号传导相关基因D14、TB1的表达均极显著降低,SL信号途径抑制因子D53的表达则极显著升高,表明rgs1矮化多蘖性状与SL缺陷有关。在rgs1中,脱落酸(ABA)合成代谢关键酶基因OsNCED1几乎无表达,MOC3和FON1的表达极显著升高,表明rgs1种子的快速萌发与ABA合成缺陷有关。RGS1可能是水稻体内精准调控SL和ABA协同作用的一个关键基因,从而调控水稻种子萌发、株高、分蘖等的发育。