水稻粒厚主效位点qGT8精细定位和候选基因分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 高方远

作者： 罗正良;任鄄胜;吴贤婷;陆贤军;苏相文;吕建群;任光俊

作者机构：

关键词： 水稻;粒形;粒厚;数量性状基因座位;产量;品质

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2015 年 48 卷 24 期

页码： 4859-4871

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】在已鉴定的稻谷粒长、粒宽和粒厚QTL的基础上,对控制粒厚的主效QTL进行精细定位和候选基因分析,以解析川106B(C-106B)细长粒形的遗传基础,为进一步通过分子技术改良其产量水平提供科学依据。【方法】以细长粒形的优质籼稻保持系川106B与籽粒较宽厚的籼稻保持系川345B(C-345B)杂交,构建包含182个单株的F_2群体,采用QTL Catographer v2.5软件基于复合区间作图法发掘与稻谷粒形性状相关的QTL;进一步从BC_3F_2群体筛选隐性单株(稻谷厚度较薄)对粒厚主效QTL(qGT8)进行精细定位,并对候选基因进行测序和荧光定量PCR分析。分别构建qGT8位点携带川106B等位基因的近等基因系(NIL-gt8~(C-106B))和携带川345B等位基因的近等基因系(NIL-GT8~(C-345B))并调查其稻米外观品质及产量性状。【结果】川106B和川345B的粒长、粒宽和粒厚表型存在显著差异。利用F_2群体检测到2个粒长QTL、3个粒宽QTL和3个粒厚QTL,其中,位于第7染色体区间RM21892—RM3589的粒长主效QTL(qGL7)可解释粒长变异的68.23%,川106B等位基因在该位点可增加粒长0.47 mm。控制稻谷粒宽和粒厚的主效QTL(qGW8和qGT8)位于第8染色体上相同区间RM6070—RM447,分别解释相应表型变异的26.48%和34.89%,增加粒宽或粒厚的等位基因均来自于川345B。利用1 732个BC_3F_2隐性单株,将粒厚主效位点qGT8精细定位在标记SG930和SG950间的11.2 kb区段,该区段仅包含1个注释基因LOC_os08g41940(OsSPL16)。对该基因测序分析发现,川106B和川345B在起始密码子ATG上游2 kb区段存在7个差异位点,在编码区有5个多态性位点,其中,川106B在第3外显子插入2 bp(c.1006_1007插入CT)引起移码突变,且位于qGT8的OsmiR156结合位点,推测为川106B籽粒厚度变薄、宽度变细的关键位点。实时荧光定量PCR分析发现,qGT8在幼穗中表达量较高,且在川106B和川345B中的表达方式相似,表达量在1—8 cm长幼穗发育时期随幼穗发育逐渐增加,8 cm时达到最高,之后随幼穗发育逐渐降低,但2个亲本在各时期的表达水平存在差异。近等基因系NIL-GT8~(C-345B)的粒厚、粒宽、千粒重、单株产量和垩白粒率显著高于NIL-gt8~(C-106B),而粒长、透明度、株高、单株有效穗数、穗长、每穗实粒数、结实率和播抽期与NIL-gt8~(C-106B)相当。【结论】控制粒长的主效QTL(qGL7)位于第7染色体区间RM21892—RM3589,控制粒宽和粒厚的主效QTL位于第8染色体的相同区间RM6070-RM447。粒厚主效QTL(qGT8)被精细定位在仅包含GW8的片段上,是控制粒形和产量的关键基因,但在近等基因系中高粒重与高垩白紧密连锁,表明该位点存在高产与外观品质改良的矛盾。

分类号： S511.21

  • 相关文献

[1]水稻粒形及其与稻米品质性状的关系. 杨春刚,邱志刚,郭贵珍. 2016

[2]水稻产量相关性状的遗传研究. 李琼,姜雪. 2022

[3]水稻粒形相关性状的QTL分析. 姜树坤,张喜娟,王嘉宇,刘进,张凤鸣,徐正进. 2011

[4]QTL技术在水稻耐盐育种上的应用. 谢树鹏,李俊峰,张广彬,聂守军,高世伟,刘立超. 2010

[5]不同年份水稻产量性状的QTL分析. 许凌,张亚东,朱镇,赵凌,赵庆勇,张巧凤,王才林. 2008

[6]水稻剑叶角度与主穗产量的遗传剖析. 张克勤,戴伟民,樊叶杨,沈波,郑康乐. 2008

[7]水稻顶部三叶与穗重的关系及其QTL分析. 王一平,曾建平,郭龙彪,邢永忠,徐才国,梅捍卫,应存山,罗利军. 2005

[8]水稻穗期耐冷性近等基因等的选育及耐冷性遗传研究. 曾亚文,叶昌荣. 2001

[9]水稻剑叶角度的QTL分析. 董国军,藤本宽,滕胜,胡兴明,曾大力,郭龙彪,钱前. 2003

[10]水稻株高及其构成因素数量性状基因座位的分子标记定位. 林鸿宣,庄杰云,钱惠荣,陆军,闵绍楷,熊振民,郑康乐,黄宁. 1996

[11]水稻耐热性QTL鉴定的研究进展. 杨梯丰,刘斌. 2009

[12]不同环境条件下稻谷粒形数量性状的QTL分析. 张光恒,张国平,钱前,徐律平,曾大力,滕胜,包劲松. 2004

[13]水稻剑叶全氮含量及其变化的遗传分析. 杨权海,王春明,胡茂龙,张迎信,翟虎渠,万建民. 2005

[14]宁夏水稻粒形变化对品质的影响. 孙建昌,王兴盛,杨生龙,马静,殷延勃. 2013

[15]利用4个姊妹近等基因系群体定位水稻粒重和粒形QTL. 姚国新,李金杰,张强,胡广隆,陈超,汤波,张洪亮,李自超. 2010

[16]极端粒形水稻粒宽基因GW2的序列分析和效应. 张亚东,梁彦丽,郑佳,丁丹,赵春芳,陈涛,赵庆勇,朱镇,周丽慧,姚姝,赵凌,于新,王才林. 2014

[17]水稻籼粳交后代粒形性状分离研究. 王楚桃,李贤勇,李顺武,何永歆. 2009

[18]水稻粒重粒形QTL的定位及qTGW1.2/qGL1.2的验证. 杜成兴,张华丽,戴冬青,吴明月,梁敏敏,陈俊宇,马良勇. 2021

[19]基于重组自交系群体的水稻粒形QTL定位. 方先文,张云辉,肖西林,张所兵,林静,汪迎节. 2017

[20]外源基因导入后水稻粒形的变化. 吴敬德,郑乐娅,张瑛,童继平,吴跃进. 2005

作者其他论文 更多>>

微信小程序