水稻是世界上主要的粮食作物之一,对于保障世界粮食安全起着重要的作用。叶片是植物进行光合作用的主要场所。因此,克隆与叶片形态发育相关的基因并研究其分子机制,对于改善水稻的光合效率和提高水稻产量具有重要理论意义和应用价值。本研究以沈农9816为背景材料,通过EMS诱变的方法获得了cul1-1水稻叶片近轴面卷曲突变体,命名为curly leaf 1-1(cul1-1)。本研究以cul1-1为试材,对卷叶表型、重要农艺性状和产量进行了详细观察和分析。利用图位克隆的方法定位并克隆了CUL1基因。利用DNA重组技术,构建了植物表达载体,做互补分析。本研究主要研究结果如下:1.利用EMS诱变的方法,筛选获得了水稻叶片近轴面卷曲突变体cul1-1。水稻cul1-1突变体的卷叶指数极显著高于野生型品种WT,而且cul1-1突变体的卷叶指数抽穗期高于分蘖期苗期。2.叶片的卷曲影响了水稻的生长发育。和野生型相比,cul1-1突变体叶片、茎、穗的鲜重和干重明显的降低,叶鞘的鲜重和干重没有发生明显的变化。cul1-1的穗长没有明显变化,但是,株高、分蘖数、有效穗数极其显著的低于野生型。3.cul1-1突变体的单株理论产量极其显著低于野生型。进一步分析表明,cul1-1突变体有效穗数减少和结实率降低导致其产量降低。cul1-1突变体结实率降低主要是由于空粒数增多所致,而总粒数没有差异。4.利用cul1-1突变体和籼稻品种Habataki(HB)杂交,创制了F2作图群体。遗传分析表明,cul1-1是单基因控制的隐性突变。5.利用图位克隆的方法,克隆了CUL1基因。利用Bulked Segregated Analysis(BSA)将cul1-1突变初定为在分子标记B 7和B 12之间。然后,扩大群体和开发新的分子标记,将cul1-1的突变位点精细定位在分子标记SN 7和SN 11之间。其中有32个开放阅读框。利用PCR和测序技术,在第23个开放阅读框中发现了G到A碱基的突变,导致编码的氨基酸由色氨酸变为终止密码子。6.构建了互补分析的植物表达载体。利用DNA重组技术,构建了Ubi/35S:CUL1-GFP植物表达载体。将利用农杆菌介导的水稻成熟胚遗传转化方法,转入cul1-1突变体,获得转基因植株,做互补分析。