熊海波¹ , 董陈文华¹ , 李娟¹ , 文建成¹ , 许红云¹ , 朱骞¹ , 李伟¹ , 汪琨璧¹ , 刘思琪¹ , 付亚雄¹ , 郭效琼¹ , Sadia Nadir¹ , 周丽¹ , 李梦婷¹ , 李东宣² , 陈丽娟¹

1 云南农业大学稻作研究所, 昆明, 650201; 2 云南省高校滇型杂交粳稻分子育种重点实验室, 昆明, 650201
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2019 年, 第 17卷, 第 1 篇   
收稿日期: 2018年03月19日    接受日期: 2018年04月20日    发表日期: 2019年02月20日

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杂草稻最引人注目的特征之一是籽粒具有红色的果皮，并且颜色由浅至深具有多样性。然而，迄今对杂草稻果皮颜色变异成因的研究却鲜有报道。本研究以籼粳交后代衍生的 42 份棕色和红色果皮杂草稻株系(F9)及其白色果皮亲本为研究材料，鉴定其基因型并与表型比对；同时对 Rc-bHLH 基因和 DFR 基因序列进行测序比较分析。研究结果表明：42 份杂草稻株系果皮颜色呈不同程度的棕色和红色具有多样性，其基因型与表型鉴定结果完全吻合；Rc-bHLH 基因比较分析发现，杂草稻株系与亲本在 452 bp 处发生 G/A 替换；669~682 bp 处亲本缺失 14 bp，而杂草稻株系无缺失；DFR 基因序列比较分析发现，红色与棕色果皮杂草稻株系之间存在 22 个突变位点，其中在 DFR 基因的外显子上有 8 个突变位点；亲本与棕色果皮杂草稻株系的 DFR 基因相同；杂草稻株系的 DFR 基因遗传多态性分析，发现 Tajima'D 值呈极显著性，说明杂草稻株系中的 DFR 基因是中性进化基因，受自然选择作用。根据 Rc-bHLH 基因序列的聚类分析，类群 1 主要是由籼型和粳型栽培稻组成，类群 2 主要是由棕/红色果皮的杂草稻株系和野生稻组成，表明杂草稻株系与野生稻遗传关系较近。该研究揭示了籼粳交可能导致后代 Rc 和 Rd 基因发生重组或突变从而产生不同颜色果皮，为阐明杂草稻棕色和红色果皮变异的分子基础提供了新的范例。

籼粳交；杂草稻；红色果皮；Rc/Rd 基因