水稻粒形QTL的定位及休眠候選基因的鑒定.pdf

1、水稻是世界上最重要的糧食作物之一，因此長(zhǎng)期以來(lái)水稻產(chǎn)量的提高是水稻科研工作者重點(diǎn)攻克的課題。千粒重是水稻產(chǎn)量構(gòu)成的重要因子之一，粒形是與千粒重密切相關(guān)的重要外觀(guān)品質(zhì)形狀，它受粒長(zhǎng)、粒寬與粒厚三個(gè)因素影響。粒長(zhǎng)、粒寬、粒厚及千粒重都是由數(shù)量性狀位點(diǎn)所控制，探索它們的遺傳基礎(chǔ)對(duì)于水稻高產(chǎn)育種有著重要的指導(dǎo)作用。
　　 水稻種子休眠是一個(gè)與穗發(fā)芽抗性相關(guān)的重要性狀，穗發(fā)芽在中國(guó)以及東南亞地區(qū)頻繁發(fā)生，導(dǎo)致產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的降低。在有些雜

2、交品種稻田中，穗發(fā)芽率可以達(dá)到稻田的5％左右，嚴(yán)重的年份甚至可以達(dá)到20％-30％。種子休眠不僅為開(kāi)花植物在不利自然環(huán)境中生存提供了機(jī)會(huì)，同時(shí)，一定程度的休眠還能夠有效抵抗田間穗發(fā)芽的發(fā)生，對(duì)產(chǎn)量，品質(zhì)和加工品質(zhì)都有著一定影響。
　　 本研究利用西藏2號(hào)(XZ2)和珍汕97(ZS97)衍生的RIL群體F7(2011年)和F8(2012年)代197個(gè)家系中的153個(gè)家系，對(duì)控制粒形和千粒重的QTL進(jìn)行了初步定位。此外，在小組前期工

3、作的基礎(chǔ)上，對(duì)3個(gè)休眠候選基因進(jìn)行了分離和功能驗(yàn)證，主要研究結(jié)果如下:
　　 1.考察了RIL群體F7和F8代中153個(gè)家系的粒形和千粒重表型，并利用SNP6K芯片分析群體基因型，構(gòu)建了覆蓋全基因組的遺傳連鎖BIN圖（共含3350個(gè)SNP標(biāo)記），并進(jìn)行全基因組QTL掃描，共定位到22個(gè)QTL，其中有11個(gè)QTL在兩年間都重復(fù)定位到，與前人的定位結(jié)果比較，其中6個(gè)QTL是新發(fā)現(xiàn)的。另一方面，在其中的11個(gè)QTL中，ZS97等位基因

4、增效，其余則為XZ2等位基因增效。其中，有6個(gè)QTL表現(xiàn)出多效性，它們同時(shí)控制著2或3個(gè)不同的性狀。
　　 2.西藏2號(hào)(XZ2)和珍汕97(ZS97)是兩個(gè)在粒形上無(wú)顯著差異的親本，在它們的重組自交系后代中粒形卻出現(xiàn)了超親分離，不同QTL增效等位基因的聚合是表型超親分離的遺傳基礎(chǔ)。
　　 3.每一個(gè)檢測(cè)到的QTL在重組自交系群體中都有1-6個(gè)雜合自交系，為我們創(chuàng)造近等基因系提供了良好的機(jī)會(huì)。基于這些雜合自交系，可以快速

5、獲取這些新發(fā)現(xiàn)的QTL近等基因系，為它們的精細(xì)定位創(chuàng)造了條件。
　　 4.我們小組前期利用珍汕97和明恢63衍生的重組自交系群體開(kāi)展了種子休眠QTL定位，3個(gè)QTL區(qū)間分別包含一個(gè)擬南芥休眠基因的同源基因。本研究在此基礎(chǔ)上從普通野生稻中分離出這三個(gè)種子休眠的候選基因，轉(zhuǎn)化日本晴進(jìn)行功能驗(yàn)證，分別得到約50株轉(zhuǎn)基因苗，利用發(fā)芽試驗(yàn)進(jìn)行休眠表型鑒定，但是并未表現(xiàn)出明顯差異，可能原因是野生稻的等位基因與明恢63攜帶的不同，可能沒(méi)有休眠