水稻脆秆突变体bc16的鉴定和基因精细定位

脆秆突变体是一类研究植物机械强度的重要材料.利用 EMS(甲基磺酸乙酯)诱变粳稻品种日本晴,筛选获得一个脆秆突变体,命名为bc16(brittle culm16).与野生型植株相比,bc16茎秆、叶片和根明显变脆,而株高、穗粒数降低,穗长和主根长变短.茎秆细胞壁成分分析表明,bc16纤维素含量显著低于野生型植株,半纤维素含量则显著增加,而木质素含量差异不显著.突变体bc16薄壁细胞形状无规则、排列紊乱,表皮层下厚壁细胞次生壁和薄壁细胞壁变薄.遗传分析表明bc16突变体由隐性单基因控制,位于水稻第2染色体长臂端 InDel标记2-F和2-H 间66．6 kb的区间内.该区间共有7个候选基因,其中Os02g0738900是bc3脆秆基因的等位基因.测序结果表明,bc16突变体中的Os02g0738900基因从 ATG 开始第5113位,在第13内含子近末端发生了T→A的置换,导致转录过程中该内含子末端6个核苷酸被剪切到 mRNA中,最终导致翻译提前终止.实时荧光定量PCR结果表明Os02g0738900基因在bc16脆秆突变体根、茎、叶中的表达量降低.bc16基因可能通过调控厚壁组织次生细胞壁和薄壁细胞初生壁的合成来影响水稻茎秆机械强度.