基于CSSL的水稻抽穗期和穗長QTL定位及遺傳分析.pdf

1、抽穗期和穗長是水稻(Oryza sativa L.)重要的農藝性狀，檢測水稻抽穗期和穗長性狀相關的QTL并進行遺傳效應分析對于水稻遺傳改良具有重要意義。普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)蘊藏著許多優(yōu)異基因，但其遺傳背景復雜，難以直接應用于育種或遺傳分析中。染色體片段置換系能夠將野生稻的有利基因置換到遺傳背景單一的栽培稻中，消除野生稻復雜遺傳背景的影響，便于其基因的分離和鑒定，是進行遺傳分析、基因精細定位和育種的優(yōu)

2、良材料。本研究利用以普通野生稻為供體，栽培稻9311為受體構建的染色體片段置換系，選擇長日照(NLD)和短日照(NSD)下抽穗期延遲的株系CSSL129和既延長抽穗期又縮短穗長的株系CSSL39構建遺傳分離群體并對水稻抽穗期和穗長QTL進行檢測和定位，得到以下結果：
　　1.在CSSL129株系中，定位到了一個與抽穗期相關的QTL qHd6.1，位于第6條染色體上，并在NLD和NSD下均能穩(wěn)定遺傳。序列分析發(fā)現來自于野生稻中的qH

3、d6.1基因與水稻Hd1基因等位，推測編碼區(qū)4bp的缺失導致移碼突變，使抽穗提前。
　　2.在CSSL39株系中，NLD和NSD條件下都檢測到3個與抽穗期相關能穩(wěn)定遺傳的QTL， qHD7.1，qHD7.2，qHd12，其中qHD7.1，qHD7.2在兩個環(huán)境下的貢獻率均較高，屬于主效QTL，且保持相同的效應方向，均能延長抽穗期。
　　3.在CSSL39株系中，定位到4個與穗長相關的QTL，qPL7.1，qPL7.2，qPL

4、10.1，qPL10.2，其中qPL7.2僅在NLD條件下被檢測到，qPL10.1僅在NSD條件下被檢測到；而qPL7.1，qPL10.2在兩個環(huán)境被重復檢測到，表明qPL7.1和qPL10.2是能夠穩(wěn)定遺傳的QTL。對其遺傳效應分析，發(fā)現除在NSD中檢測到的qPL10.2表現為增效作用，使穗長增加外，其他QTLs都表現為減效作用，使穗長變短。
　　4.通過對 CSSL39株系構建 F2次級分離群體將 qHD7.2基因定位在分子標

5、記 RM172和RM22188之間101.1kb范圍內，該區(qū)域有10個開放閱讀框，預測ORF7(LOC_Os07g49460)是其候選基因，其表達受到光周期調控。栽培稻9311中qHD7.2等位基因的編碼區(qū)有一個8bp的缺失，引起基因翻譯的提前終止，導致該等位基因喪失功能，兩親本啟動子區(qū)也存在較多的插入缺失和堿基突變，表明 qHD7.2編碼區(qū)與啟動子區(qū)域在水稻馴化過程中都受到了選擇，推測其抽穗期的改變是由其基因表達模式的變化與部分蛋白功

6、能的喪失所共同導致的。qHD7.2基因的表達呈組成型表達，在旗葉中表達量最高，根中的表達量最少，這符合抽穗期基因的表達模式。
　　本研究通過對200個染色體置換系的農藝性狀調查，選擇2個抽穗期或穗長與輪回親本9311有明顯差異的株系進行QTL定位和遺傳分析，共定位出4個與抽穗期相關的QTL和4個與穗長相關的QTL。通過對貢獻率較高的qHD7.2基因進行遺傳分析，發(fā)現qHD7.2編碼區(qū)與啟動子區(qū)域都發(fā)生變化，而在不同時期CSSL39