水稻粒厚主效位点qGT8精细定位和候选基因分析

• 作者: 任光俊 任鄄胜 吕建群 吴贤婷 罗正良 苏相文 陆贤军 高方远
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 水稻 粒形 粒厚 数量性状基因座位 产量 品质
• 年，卷（期）: 2015,（24）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种?种质资源?分子遗传学
• 页码范围: 4859-4871
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.24.001

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F2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BC3F2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-gt8C-106B）和携带川345B等位基因的近等基因系（NIL-GT8C-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F2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1732个BC3F2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-GT8C-345B的粒厚、粒宽、千粒重、单株产量和垩白粒率显著高于NIL-gt8C-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-gt8C-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。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陆贤军	四川省农业科学院作物研究所	56	545	11.0	22.0
2	任光俊	四川省农业科学院作物研究所	80	717	13.0	24.0
3	高方远	四川省农业科学院作物研究所	50	331	9.0	17.0
4	吕建群	四川省农业科学院作物研究所	34	185	7.0	11.0
5	任鄄胜	四川省农业科学院作物研究所	22	68	5.0	7.0
6	罗正良	四川省农业科学院作物研究所	1	7	1.0	1.0
7	吴贤婷	四川省农业科学院作物研究所	2	16	2.0	2.0
8	苏相文	四川省农业科学院作物研究所	3	8	1.0	2.0