水稻是世界最主要的粮食作物,穗部性状是水稻遗传育种研究的重要内容之一。本实验室于2010年利用EMS诱变Nipponbare,从诱变后代中筛选到一个穗轴发育异常性状的突变体。被命名为穗轴发育异常突变体rad(rachis abnormal development)。本研究以该突变体rad为材料,开展rad形态特征和显微解剖观测、遗传分析以及基因定位。主要结果如下:1.rad的形态特征观测通过对突变体rad和野生型Nipponbare的生育期、株高、叶龄、穗长、倒一节长度、穗伸出长度、枝梗数、穗粒数、再生小穗和苞叶数等性状比较,结果表明,突变体在营养生长阶段与野生型较为相似;但抽穗后,突变体rad表现为株高变矮,二次枝梗和穗粒数显著减少,倒一节明显缩短,表现包穗现象,并在倒一节或穗颈节着生1～3片苞叶,且伴有1～2个再生小穗,结实正常。通过纵切突变体和野生型的幼穗,观察其显微结构,发现突变体rad的幼穗在基部比野生型多出一个一次枝梗生长点。2.rad突变性状的遗传突变体rad与野生型亲本Nipponbare杂交,F1表型正常,F2正常株与突变株出现3:1的比例分离;与籼稻品种早R974杂交的F1现正常,BC1F1(早R974/rad/rad)正常株与突变株按1:1的比例分离,表明该突变性状是由单隐性核基因控制,暂定名为RAD(t)。3.RAD(t)的定位以突变体rad和野生型Nipponbare为亲本,构建测序群体。利用BSA-seq的方法,发现位于5号染色体上的LOC_Os05g50270基因(编码GATA锌指结构域蛋白)在突变体中第177个氨基酸发生移码突变,碱基CAA突变为CA,导致该氨基酸由天冬酰胺变成苏氨酸。因此,以此基因为目标基因,在其附近设计引物;并以突变体rad和早R974为亲本,构建的F2群体进行定位验证。利用筛选到在亲本间(rad和早R974)有多态的7对引物对F2群体进行分析,结果表明7对引物均与RAD(t)基因紧密连锁,将其定位在在InDel534和InDel 540之间,且与InDel 531和InDel 532共分离,距离LOC_Os05g50270基因的物理距离分别为22kb、53.7kb、1kb和6.4kb。此外,设计引物扩增并测序确定注释基因。测序分析表明,野生型、正常池和基因LOC_Os05g50270的序列一致,而突变体和突变体池的序列均表现为基因LOC_Os05g50270编码区中的第531位碱基缺失(碱基CAA突变成CA),产生移码突变,该结果与重测序数据分析结果相符。上述分析表明,基因LOC Os05g50270应该是RAD(t)基因的候选基因。