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高产是水稻遗传育种的重要目标。水稻产量由分蘖数、千粒重和每穗实粒数构成,此外,株型对水稻产量也有重要的影响。QTL定位以及图位克隆是发掘新基因的重要手段。利用前期02428和Teqing(TQ)的重组自交系(Recombinant Inbred Lines,RILs)群体定位到的主效株高QTL q Ph3,构建了以TQ为供体02428背景的近等基因系,在此基础上进行q Ph3的图位克隆以及功能研究。同时,在珍汕97(Zhenshan 97,ZS97)和明恢63(Minghui 63,MH63)的RILs群体中发现一个株高达到160 cm的家系RI92,通过与ZS97回交的方法构建近等基因系,并对控制株高的基因进行图位克隆。主要结果如下:1.对qPh3进行遗传分析发现,02428等位基因型具有6.2 cm的加性效应和3.5 cm的显性效应,并有增加产量的效应。q Ph3初步定位在WPh1到RM7389之间,通过筛选大群体中的重组单株,进行后代测验确定q Ph3的基因型,把q Ph3精细定位在19-kb的区域内,两端标记分别为WPh10-1和RM7389,其中包含Os GA20Ox1在内的两个基因,亲本间比较测序发现Os GA20Ox1的编码区有一个SNP改变蛋白质的编码序列,由02428等位基因型的丙氨酸(Ala)改变为TQ等位基因型的缬氨酸(Val)。对Os GA20Ox1在近等基因系间的表达量分析发现,02428基因型具有比TQ基因型更高的表达。2.超表达Os GA20Ox1的中花11株高增加,证明Os GA20Ox1就是qPh3中控制株高的基因。因为,Os GA20Ox1编码GA20氧化酶,催化GA12和GA53到GA9和GA20过程中一系列的反应,所以测定了近等基因系和转基因植株中内源GAs的含量,结果表明,Os GA20Ox1的底物GA12和GA53在TQ近等基因系和转基因阴性植株中得到积累,而产物GA20在02428近等基因系和转基因阳性植株中明显提高,最终导致了02428近等基因系和转基因阳性植株中活性GAs不同程度地提高,印证了Os GA20Ox1是通过GAs含量影响水稻株高。3.超表达Os GA20Ox1并不增加产量的现象与近等基因系中02428等位基因型增加产量不一致,所以此基因组区段很可能还有一个控制产量的基因q Yd3,并通过挑选Os GA20Ox1纯合为02428等位基因型,其他区段为分离的家系与02428回交获得BC5F2群体用于产量QTL的定位和克隆。对BC5F2中q Yd3的定位分析发现,其具有较高的增产潜力,q Yd3对每穗实粒数具有24粒的加性效应和14.9粒的显性效应,对粒宽具有0.08 mm的加性效应和0.03 mm的显性效应,对千粒重具有0.7 g的加性效应和1.0 g的显性效应,对产量具有4.1 g的加性效应和4.3 g的显性效应。而且定位到这些的增效等位基因均是来源于02428。所以连锁的q Yd3和q Ph3是一对相引相基因,在育种过程中只要针对一种性状进行选择就可以实现产量和株高的改良。4.对RI92家系中控制株高的基因定位分析发现,SD1很有可能是候选基因,两亲本以及RI92中SD1测序确定了RI92中在+1721到+2575之间发生了一次基因内的重组,导致由ZS97的提前终止密码子TAG改变为MH63的TAC,从而使SD1可以翻译成完整的GA20氧化酶蛋白,苗期多效唑的处理进一步证明了SD1/SD1近等基因系具有更强的GAs合成能力。近等基因系产量性状的考察显示SD1/SD1具有增加单株产量的作用,但是降低收获指数和单位面积植株数目,同时具有容易倒伏的风险。5.qPh3和SD1均在染色体端粒附近,在定位过程中,二基因所在染色体区段的重组率比基因组平均增高4倍左右,显示重组热点特征。这与染色体端粒附近一般具有重组热点的观点一致。