在杂交稻制种中,细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterile, CMS)水稻普遍存在包穗问题,包穗是指最上节间(Uppermost internode)伸长不足导致穗子不能完全抽出倒一叶的叶鞘。包穗问题严重限制着制种产量的提高。本研究利用CMS水稻珍汕 97A(ZS97A)及其保持系珍汕 97B(ZS97B)作为实验材料,对CMS水稻包穗机理进行了研究。结果表明稻穗的正常发育是UI伸长生长所必需的。发育的稻穗能合成IAA并运输至UI,穗源IAA能促进UI 中活性赤霉素A1(Gibberellin A1,GA1)的合成、抑制GA1的降解,从而通过维持UI中GA1水平来促进UI伸长生长。结果表明ZS97A花粉败育后,穗中IAA的亏缺导致从穗中运输至UI的IAA减少,UI中IAA减少抑制GA1合成,从而导致UI伸长不足产生包穗。该研究阐明了稻穗发育对UI伸长生长的调控机制,揭示了雄性不育水稻花粉败育后植物激素影响UI伸长生长的分子机理,揭开了雄性不育水稻包穗的本质。该研究为生产上解除包穗问题提供了科学依据,具有重要的科学意义和指导实践的价值。
英文主题词Cytoplasmic male sterile rice; Panicle enclosure; Uppermost internode; Auxin; Gibberellin