水稻籽粒砷、铜、铁、汞、锌含量QTL挖掘及候选基因分析

• 作者: 吴先美 张月 朱旭东 朱鸿宇 李三峰 林晗 王盛 王跃星 路梅 饶玉春
• 来源期刊: 中国科学（生命科学）
• 关键词: 水稻 抗性 金属离子含量 QTL分析 候选基因
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 623-632
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/SSV-2020-0052

摘要

水稻是关键的粮食作物,金属污染是影响水稻产量和品质的重要因素.挖掘与水稻籽粒金属含量积累相关的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),并分析其候选基因,再通过遗传育种手段提高水稻耐金属离子胁迫的能力,可有效减少土壤金属污染所造成的损失.本研究以粳稻品种热研(Nekken)为母本,籼稻品种华占(HZ)为父本,杂交获得F1代后,连续自交多代,得到的120个重组自交系(recombination inbred line,RIL)群体为实验材料.在相同且适宜的条件下培养,常规管理,在成熟期对各株系水稻籽粒内的金属离子含量进行测定.利用该RIL群体构建遗传图谱,对水稻耐金属离子胁迫的QTL进行定位分析,结果共检测到9个水稻金属离子含量QT L.其中包含1个与Cu、Hg积累相关的多效QTL;3个与As积累相关的QTLs;2个与Fe积累相关的QTLs,其中一个的likelihood of odd(LOD)值高达5.53;2个与Zn积累相关的QTLs,其中一个的LOD值高达7.29.对这些QTLs区间内与耐金属离子胁迫相关的候选基因进行定量分析发现,LOC_Os0g14440,LOC_Os01g18584,LOCOs01g20160,LOC_Os04g34600这4个基因在双亲间的表达量差异显著,结合亲本对不同金属离子的浓度积累数据结果,本团队推测,LOC_Os01g14440,LOC_Os01g18584,LOC_Os01g20160的高表达可能会极大提高水稻对Zn离子胁迫的吸收和耐受能力,而LOC_Os04g34600的高表达可能增加水稻对Fe胁迫的吸收和耐受能力.通过本次QTL的挖掘和分析发现,这些基因与水稻籽粒的金属离子积累有关,可能会影响水稻耐金属离子胁迫的能力,为进一步培育和筛选耐金属离子胁迫的水稻品种创造了条件.