水稻分蘖角度是构建理想株型的关键因素,雄性不育株系是杂交水稻育种的重要种质资源。为进一步解析分蘖角度和花粉发育的调控机制,本研究通过农艺性状调查、育性检测、扫描和透射电镜观察等方法,比较野生型S40和经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变得到的散生雄性不育突变体lpms1(lazy and partially male sterile 1)的表型差异。结果表明,与野生型相比,lpms1突变体的分蘖角度增大,育性降低,并伴随株高、粒长、穗粒数、结实率和千粒重等重要性状不同程度降低。扫描和透射电镜观察到lpms1的成熟花粉粒表面皱缩、空瘪,内容物不充实,花粉壁异常。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)结果显示,lpms1突变会引起花粉发育相关基因的表达发生差异。遗传分析结果表明,lpms1是单基因隐性突变。利用株型紧凑材料与lpms1杂交构建F_(2)群体,结合分离群体分组分析测序方法(BSA-seq)和图位克隆方法进行基因定位。最终,LPMS1基因定位于第5号染色体插入缺失(Indel)标记A3与A4之间298 kb的范围内,该区间有38个开放阅读框(ORFs),但无分蘖角度和花粉发育相关基因报道。LPMS1是新的分蘖角度和花粉发育基因,该基因突变会同时引起水稻分蘖角度增加、育性降低。本研究结果为水稻分蘖角度和花粉发育的调控机制研究以及水稻株型和育性改良种质的创制提供了新的遗传资源。
