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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1317
-
1322
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1317
-
1322
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1320
缺失带型，所有表现为弯曲穗的品种扩增的带型为
非缺失带型，标记基因型与田间穗部表现型完全一
致，因此利用该基因标记可以直接追踪水稻直立穗基
因，快速鉴定其基因型，可以有效地加快育种进程。
直立穗型在粳稻育种中已经被广泛应用，
80
年
代初育成了第一个直立穗型品种辽粳
5
号，累计推
广面积近
1.33
×
10
6
hm
2
，结束了辽宁等稻区长期以
来日本引进品种占主导地位的历史，自此，直立穗
型品种层出不穷，分布地区越来越广，并且直立穗
型品种的数量和生产中的栽培面积也在不断扩大。
例如，江苏省近几年审定的粳稻品种大部分表现为
直立穗型，这一现象充分表明了直立穗型品种的在
育种中所处的地位及其发展前景。目前，在育种界
直立穗型品种已被普遍认为是粳稻高产品种的重
要类型之一，在水稻生产应用中发挥着重要的作
用。直立穗型有利于改善群体生态环境，同时群体
生长率高、抗倒伏性强，具有较高的产量潜力，可
认为是继矮化育种以后中国水稻株型育种史上的
又一个突破
(
徐正进等
, 1995b)
。但迄今为止，在水
稻生产上尚未出现籼稻直立穗品种。周维永等
(2006)
研究了在籼稻背景下直立穗型的遗传模式及其对
籼稻植株农艺性状的影响，结果表明，水稻直立穗
型遗传受一对核主效基因的控制，直立穗型相对弯
曲穗型表现为显性；直立穗型植株较矮，剑叶短而
宽，穗及穗颈节间较短，而弯曲穗型则相反；不同
穗型植株有效穗数差异不显著，直立穗型植株的每
穗粒数极显著高于弯曲穗型植株，而千粒重、结实
率、单株产量则极显著低于弯曲穗型植株。
Zhou
等
(2009)
对籼稻背景下的近等基因系
R6547
进行研究，
与前人的研究结果基本一致，但另外发现直立穗基
因对水稻粒型存在较大影响，穗弯曲度与粒长及长
宽比呈极显著正相关性，长宽比的大小不仅影响产
量，同时也影响稻米外观品质和加工品质等。目前
市场上的籼型大米主要为长粒型，这类籼米比较受
消费者的青睐，因此，要想将直立穗应用到籼稻品
种的育种中去，必须要减小直立穗性状对粒长所产
生的负效应。可行的办法之一就是，尝试同时导入
其它的粒长控制位点，在保证直立穗穗型和株型不
变的情况下，将粒型的变化降到最小。直立穗型在
籼稻品种中的应用还有待更深一步的研究。
3
材料与方法
3.1
供试材料
本研究材料包括弯曲穗品种和直立穗品种共
计
24
份
(
表
1)
，以及弯曲穗品种农垦
57
与直立穗品种
南粳
45
配制杂交组合后得到的
F
2
群体。所有材料均
于
2010
年正季在江苏省农业科学院大田种植，按水
稻常规栽培方式管理。
3.2
引物设计
直立穗基因和弯曲穗基因相比在第
5
外显子处
存在
637
个核苷酸的缺失及
12
个核苷酸的插入，突
变后形成一个蛋白质翻译终止密码子，造成
qpe9
-
1
仅编码了
195
个氨基酸。根据水稻直立穗基因
qpe9
-
1
的
DNA
序列差异，利用软件
Primer 5.0
设计引
物。
PCR
产物大小合适，能很好的在琼脂糖凝胶上
电泳分离。引物由
Invitrogen
公司合成。
3.3 DNA
提取
水稻苗期分单株取
6~8 cm
长的嫩叶片，水稻基
因组
DNA
提取采用
CTAB
法
(McCouch et al., 1988)
。
取约
0.1 g
叶片，剪碎放入
2 mL
离心管中。将离心管
浸没在液氮中，用一次性筷子将叶子研碎至粉末；
然后加
700 μL CTAB
提取液，充分混匀后
65
℃水浴
30~60 min
，间隔
15 min
摇晃一次；水浴结束后，加
700 μL
氯仿，充分混匀抽提
5 min
，室温下
10 000 rpm
离心
8 min
；吸上清置于另一个
1.5 mL
离心管中。在
上清中加入
2
倍体积预先冷冻的无水乙醇，充分混
匀后冰浴
30 min
。最后
12 000 rpm
离心
5 min
，倒掉
废液；将抽提出的
DNA
用
70%
酒精洗涤
2
次，自然
晾干后加
300 μL
的
ddH
2
O
溶解，-
20
℃保存备用。
3.4 PCR
扩增和电泳
20 μL
的反应体系包括：模板
DNA (
约
15 ng/μL)
2 μL
，引物
(4 pmol/μL) 2 μL
，
10
×缓冲液
(25
mmol/L) 2 μL
，
MgCl
2
(25 mmol/L) 1.2 μL
，
dNTP (2.5
mmol/L) 0.4 μL
，
Taq
DNA
聚合酶
(5 U/μL) 0.2 μL
，
灭菌双蒸水
12.2 μL
。在
PCR
仪上进行扩增，反应程
序为：
(1) 94
℃预变性
5 min
；
(2) 94
℃，
30 s
；
63
℃，
30 s
；
72
℃，
1 min
；共
35
个循环；
(3) 72
℃再延伸
10
min
。反应产物在
1%
的琼脂糖上进行分离，溴化乙
锭染色，然后在紫外凝胶成像仪上观察并照相。
作者贡献
朱金燕是本研究的实验设计和实验研究的执行人，同时
完成论文的稿件写作，仲维功是本研究的总指导，王军和杨
杰老师完成本研究中序列分析和引物设计部分工作，范方军
完成本研究中表型鉴定工作，杨金欢在本研究中承担分子检
测的工作，全体作者都阅读并同意最终的文本。