不同环境下水稻株高和穗长的QTL分析

• 作者: 刘进 姚晓云 姜树坤 徐正进 李清 杨生龙 王嘉宇
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 水稻 株高 穗长 数量性状基因座
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 页码范围: 407-414
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.03.01

摘要

【目的】水稻株高和穗长是影响水稻产量的2个重要因素，选育长穗大粒和株高适中的品种将对水稻的增产有非常重要的意义。通过对株高和穗长进行多环境QTL分析，鉴定稳定表达的株高和穗长的主效QTL，增加对株高和穗长遗传行为的了解，为水稻株型育种提供参考。【方法】首先，以辽宁省超级粳稻品种沈农265和云南省的地方粳稻品种丽江新团黑谷杂交衍生的粳-粳交重组自交系（recombinant inbredlines，RILs）群体为试验材料，采用QTL IciMapping v3.0软件基于完备复合区间作图法在多环境条件下（沈阳，2011；海南，2012年；沈阳，2013年）对株高和穗长进行QTL分析；其次，基于上面定位的结果，结合已发表的文献和水稻数据库中的相关数据，对在3种环境条件下检测到的主效QTL进行比较分析，确定其可靠性；最后，采用主效QTL-BSA法（Bulked Segregant Analysis of Major QTL）对3种环境条件下检测到的主效QTL进行分析，进一步缩小目标QTL的区间范围。【结果】在3种环境条件下，沈农265和丽江新团黑谷的株高和穗长均存在显著差异，在RILs群体中，株高和穗长存在较大幅度变异，呈现双向超亲分离，近似于正态分布，这表明株高和穗长均为多基因控制的数量性状。在3种环境下，共检测到9个与株高和穗长相关的 QTL，包括5个株高QTL，分布于第6、7、9和12染色体上，LOD介于2.67—19.39，加性效应值在-17.68—2.90，单个QTL贡献率为4.25%—37.35%；4个穗长QTL，分布于第6、7和9染色体上，LOD介于3.57—23.18，加性效应值在-3.22—1.42，单个QTL贡献率为11.30%—61.62%。有5个QTL被单独检测到，仅有4个QTL能在2个或3个环境中被检测到。其中，位于第9染色体上相同区间的qPL9a和qPH9能在3种环境中被检测到，而位于第7染色体上相同区间的qPH7和qPL7b分别能在2种或3种环境中被检测到，增效等位基因均来自丽江新团黑谷。同时，依据已发表的相关文献和Gramene网站对所定位的主效QTL进行整合分析，在第7染色体上的RM10—RM248区域存在一个油菜素内酯的信号转导调控因子基因OsBZR1和8个控制株高或穗长相关的QTL，在第9染色体上的RM566—RM242区域存在多个赤霉素合成或油菜素内酯合成相关基因和9个控制株高或穗长相关的 QTL，进一步验证了所检测到的主效QTL的可靠性。利用主效QTL-BSA分析法将第9染色体上控制株高和穗长的QTL-qPHL9（qPL9a和qPH9）定位在RM1189—RM24457，物理距离522.46 kb，而将新发现的第7染色体QTL-qPHL7（qPL7b和qPH7）定位在RM478—RM429，物理距离为856.49 kb。【结论】3种环境中，在沈农265和丽江新团黑谷的RILs群体分别检测到5个控制株高和4个控制穗长的QTL，其中位于第9染色体上的主效 QTL-qPHL9同时影响株高和穗长，在3种环境中均能被检测到，位于第7染色体上的主效QTL-qPHL7同时影响株高和穗长，该位点能在2种环境中被检测到，是一个新的多效性QTL位点。