全 文 ：热带亚热带植物学报 200l，9(4)：34l 344
j c{lJrmd ‘ Tropbal t"ML SuLtrrqJie rd Botrmy
一 种水稻分蘖突变体的初步分析(简报)
王永胜 王 景 蔡业统 林慧贤 刘 良式
t1中山l，(学生物工程中心，广东 广州 510275：2．忡恺农业技术学院，广东 广州 510225)
摘 要：通过 EMS(蚌|基磺酸乙酯 ．ethyl methane suftmate)诱变处理籼稻丰矮占 5号的种子 ，在 M 代 中分离
到一株少分蘖 突变体 ，命名 为 ret5—5(reducedtillermutant)。植株表现为不分蘖 ，自交所得 M 、M 和 M 代植
{=I=表现为 0-2个丹蘖 ．而原正常品种 FAZ．5同}I】平均分蘖数为 8,2。突变体与 FAZ．5的杂交结果显示该突
变表型为隐性 突变。在 F．代 自交所得 Fn和 F 代植 株出现性 状分离 ．突变可能涉及 2个或 2个以上 的基因
关键词 ：水稻 ；分蘖突变体：EMS
中图分类号 ：s511．035 2 文献标识码 ：A 文章编号：1005—3395(201)1)04—034l一04
PRELIM INARY ANALYSIS 0F A RICE TILLER M UTANT
WANG Yong-sheng WANG Jing CAI Ye-tong LIN Hu -xifin LI Liang-shi
(I．Biotl~eflno~gy “ Center．Zhottg~h rm University,Guangzhou 510275，China：
2 Zh,ngkai^gn Jtechnicd G~llege，Guangzhou 510225，China)
Abstract： The seeds of lndica rice (Oryza sativ variety FAZ一5 were treated with ethyt methane
sutfonate(EMS)for mutation breeding．A reduced till mutant(ret5—5)，whieh exhibited no tiller．was
obtained from M 2 population The selfed progenies M M4 an d M 5 showed 0-2 tillers．while its parents，
FAZ一5，had average 82 or more tillers in the corresponding period The mutan t ret5-5 aRer being crossed
with FAZ 5 indicates that it is a recessive mutant and more than oue gene were mutated after the EM S
[real2glent．
Key words：Rice；Tiller mutant：EM S
五、六十年代的矮化育种和七十年代的杂交水稻培育是我国水稻增产的两次革命，但近几年
来水稻的增产开始徘徊 ，因此人们进一步考虑新的水稻 育种麓略⋯，提出培育可增产 20％一50％的
超级稻育种计划，即水稻新株型育种计~lJ[ml。为此必须寻找新的育种途径和创造新的种质资源。虽
然一个有利的农艺性状需要许多基因的协调作用才能产生 ，但其中在植物生长、发育、细胞分裂和
分化中起决定作用的主调节基 尤为重要。遗传操作这些发育调节基因是创造种质资源的一条有
效途径，它可以大大增加性状变异的范围和深度，为育种学家提供更多的原始材料和选择机会。通
过突变体来研究及获得一些与植物生长 、发育和其他性状相关 的基因已成为一种重要的分子遗传
的研究手段。实际上通过传统的辐射诱变、化学诱变以及新近发展的转座子标签法和T-DNA法
均已分离到一批与植物发育调节相关的重要基因，如拟南芥 的RGA 131 CUC1和 CUC2 。
栽培稻的分蘖数是一个重要的农艺性状。Wum等利用时间相关的QTL(quantRative trait loci)作
图法分别在染色体 l、3和 5上检测到 5个与水稻分蘖数相关的位点 有关影响分蘖的分子机理研
究力面 ，John Doebley等[631在 l 997年利用转座子标签法分离到一个玉米草(teosinte)主茎腋生分枝
收稿 日期 ：2001—03—02
基金项目：教育都重点科学拉术项 目(06IC6I 5)，广东省科拉计划项 目(99M01503G)资助
血汛怍者 Coaespond[ng author
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342 热带 亚 热带 植 物 学 报 第 9卷
数相关基 因 TBI。Peater等is]和 Schumaeher等 吩 别分离 了调节拟南芥和番茄中侧生分生组织形成
的 AXRt基因和 基因。这些现象说明侧生分生组织的形成可能受到植物激素的控制。
国际水稻研究所曾公布多个多分蘖矮生突变株，并对几个矮化相关基因进行了粗略的定位 。
但未见有关少分蘖的报道 本文报道的 ret 5-5表现为少分蘖 该突变体的获得为进一步研究分蘖
相关的遗传和育种提供新的材料和思路 进一步的遗传学和分子遗传学研究正在进行中。
l 材料和方法
材料 供诱变处理的水稻品种分别为丰矮 占5号(FAZ-5)由广东省农业科学院水稻研究所
王丰副研究员惠赠。
化学诱变 利用甲基磺酸乙酯(ethyI methane sulfonate，EMS)处理水稻种子时，先用蒸馏水
浸泡种子 5 h，换 0．5％ EMS浸泡过夜(约 12 h)，清水冲洗 4 h，然后放人加水的培养皿中 37℃培养
过夜 ，第二天播种在湿沙上 ，待长出4—5个叶片后移栽至大田。
突变体筛选 经诱变处理的M 代植株移栽到大田，单株种植后，分别对营养期和抽穗期的
植株高度、分蘖数、根系发达程度进行测量与观察。从中筛选出不分蘖和少分蘖突变株，并收集自
交的种子继续大田播种，进一步筛选与亲本分蘖数有显著性状差异的M：代突变体后代。
杂交检 I 对筛选得到的M：代植株进行杂交检测，对其小穗的部分花序利用温汤去雄法处
理．以突变体ret5．5为父本，野生型 FAZ-5为母本杂交，同时也进行反交实验。突变体植株的其它小
穗不做任何处理，使其自交产生种子。主要目的是检测突变体的稳定性及突变性状涉及的基因数目。
2 结果和分析
EMS诱变处理了FAZ．5等四个品种共 20 000粒种子 ，于 1998年 3月早造播种后t通过对 M
植株营养期和抽穗期的测量和观察，初步筛选出与野生型品种性状有差异的M-代水稻植株共计
16组 124株，分别涉及植株的高度、分蘖数、叶片的宽度和厚度及根系发达程度等几类生物学性
状。收获这些植株自交种子，每株随机挑选 5粒种子于 1998年 8月晚造播种，以进一步筛选遗传
稳定的M 代植株。通过测量 M：代成熟植株的高度和分蘖数，得到一株突变体 ，表型为不分蘖t株
高低于正常对照组约 20 cm，结实率较低，鉴于其多次自交后代表现为少分蘖(O 个)的特点，现
将该突变体命名为少分蘖突变体 ret5-5(reducedtilermutant)
2．2 杂交及自交检铡
收获 ret5．5的自交种子，于 1999年 3月种植，得到 ret5-5M3代植株，其表型未发生变化，与突
变体表型一致。成熟期植株平均高度与FAZ-5相比低45．5 cm，是FAZ·5高度的57 8％，平均分譬
数为2．5，是 FAZ-5的 34．7％。随后分别得到了M。、M 代植抹，均未出现性状分离t仍属 O-2个分蘖
情况 ,ret5．5及其 自交子代与 FAZ-5的比较结果如表 1和图 1所示。
在 1998年 10月首次得到 ret5．5突变体时，我们就进行了杂交实验 ，利用温汤去雄处理 FA 5
的小穗，并以其作母本，以ret5．5作为父本进行杂交。由于 ret5·5抽穗异常，花药成活率低，因 以
其作为父本的杂交成功率极低，杂交 F 代只得到一粒种子 1999年 3月早造种植后，得到一株 Fj
代植株，表型与亲本 FAz．5相似，植株的高度和分蘖数均恢复正常t说明该突变性状为一种隐性突
变 。同时收获 F：种子。
醺
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毓 4期 -水胜等 一种水稻丹蘸寰变怍的l桕j步分析
表 l FAZ一5和 ret5—5 M 自立后代的株 高和分奠数
Table I Plant height and tiller number of FAZ-5 and selgbred progeny ofret5-5 M2
r份 类里 株数 株高 R1 分蘖数
Year Type Plant nlJnlher Fteight(cm) Tiler number
99 【0 FAZ-5 5 87．6 3
ret5—5M I 66 75 3％ 0
‘)99 FAZ-5 5 1 07 2 7 2
ret5 M 。 2 62 57 8％ 2 5
FAZ一5 retK一5M F I IIO 102 6％ 8
99910 FAZ一5 5 S6 8 5 6
株数超过 I的数值白相J一 的平均值 RI为突变体}{I高 ／FAZ·5株高的百分值，R2为突变体分蘸数 ：TAZ-5丹蘼
数的百舟值 Ifthe plantistno~ethan I．the co~esponding value nleaBstheir average number RI=hight ofmutants／hight
ofPAZ·5×100％ ：R2=tiler nambet ofnlutant，tiler numher ofFAZ一5 x 100
A B C U
图 I ret5—5 M ，FAZ-5及杂交 F3代植株的表型
Fig I The phenotypes 0f ·5 M ，．FAZ-5 and lines c|ossed between ret5-5 and FAZ-5
A：tel5—5M‘ B：FAZ-5；c和 D：FAZ-5 x ret5·5M，杂交 F 代 ．示分蘖多和少婀种类型．F3lines ofFAZ-5×ret5·5
1999年 8月晚造种植 F2代植株。Eh于当时兼顾其它突变体类型较多，所以只种了5株。R代成
熟植株平均高度与野生型接近，但平均分蘖数是野生型的85 7％。同期亲本 FAZ-5的分蘖数全在 6
以上，而 5株 F2植株中有一株分蘖数为 4。可惜的是当时 F 植株收集过少，但此结果可以看出突变
体ret5．5对杂交后代的表型中植株高度的影响不大，而影响杂交子代的分蘖数低于野生型的分蘖
数。收获此 5株杂交F 代的自交后代即R代的种子，每株系 l2或24粒于 2000年 3月早造种植。
FAZ．5 x ret5．5杂交 代成熟植株平均 高度 与亲本 FAZ-5接近 (图 1)，而平均分蘖数是
FAZ．5的67 1％(表 1)。FAZ．5的分蘖数均在 5以上，而 96株 个体分蘖数在 5或 5以下的占
R O ¨ 伸
0 4 8 5
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带 亚热 带植 物 学 报 第 9卷
个体总数的 53 1％(表 2)，使群体的分蘖数 日发牛明显 的变化 (图 1) 进一步证实突变体 ret5．5对
杂交后代的株高影响不犬，而只影响杂交后代半数以上的个体和群体的分蘖数(表 2)，其分蘖数低
f野牛型的平均数 ，说明该突变体表现出影响分蘖数的遗传特征
表 2 FAZ-5×ret5—5M 组台 F，代株高和分蘖数
Table 2 Height andtiller number of from FAZ-5 x ret5-5M1
3 讨论
水稻少分蘖突变体 ret5—5，经过 5代自交，ret5—5的性状趋于稳定，平均分蘖数为 1．6，为亲本的
19．5％．该突变体的株高为亲本的 67．1％，推测废突变体可能涉及 2个或多个基因。然而，当以突变
体 为父本与 亲本 的杂交 后代 ，不管是 F：还是 ，株高均得 到恢复 ，分别是亲本 的 98 8％和
102 I％，；但分蘖数降低 ，分别是亲本的 85．7％~1 67 1％，据此分析 ，株高 和分蘖数 目的变化是由两
个不同的基因发生突变造成的：但是由于当时进行了多种突变体的观察，F：和 只是作为一种观
察的对象，未达到群体的水平 ，鉴于 M 性状已趋于稳定，遂于 2000年重新建立 F：群体，用作遗传
分析之用。仅从本结果来看 ，在 M 、M 和 M 植株叶』 突变基因控制的分蘖数在 O 8—2 5的范围内，
所以我们称之为少分蘖基 因 而非不分蘖基因。在利用 EMS诱变水稻 的研究中，我们同时还获得
了一株极度分蘖突变体 ，一旦对这些突变体的遗传基础了解清楚 ，就可应用到水稻育种 中，以便将
来控制植株分蘖数 和群体分蘖数 本文的初步结果显示这种可能性。
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