水稻極晚熟抽穗期基因qHD8-1的精細(xì)定位.pdf

1、水稻是世界上最重要的糧食作物之一。水稻既是單子葉植物的模式植物，也是禾本科代表植物。抽穗期是水稻品種的三大重要農(nóng)藝性狀之一，其長短將影響品種的地區(qū)和季節(jié)適應(yīng)性，長期以來受到育種家的廣泛重視。因此，深入了解水稻抽穗期的遺傳規(guī)律，對相關(guān)的基因進(jìn)行精細(xì)定位和克隆，探討通過分子水平的操作來改良水稻的生育期性狀具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，水稻的抽穗期基因等同于雙子葉植物的開花期基因，調(diào)控植株從營養(yǎng)生長到生殖生長的轉(zhuǎn)變，已是當(dāng)前發(fā)育生物學(xué)的研究熱點(diǎn)。

2、單片段代換系是進(jìn)行基因分析特別是QTL定位的理想材料。建立單片段代換系，不僅可以挖掘和利用新的基因資源，大大提高QTL 定位的準(zhǔn)確性和精確性，而且使基因鑒定、基因定位、分子標(biāo)記輔助選擇和育種這些不連續(xù)的環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起。并且實(shí)現(xiàn)植物分子育種從個(gè)別基因利用到基因組的綜合開發(fā)利用的跨越式發(fā)展，同時(shí)為基因聚合育種工程積累豐富的基因資源。山東農(nóng)科院高新技術(shù)研究中心分子設(shè)計(jì)育種實(shí)驗(yàn)室以紫恢100和Katy兩個(gè)水稻品種為供體親本，利用回交和微衛(wèi)星

3、標(biāo)記輔助選擇相結(jié)合的方法構(gòu)建了一個(gè)以秈稻品種“華粳秈74”為遺傳背景的單片段代換系群體。這個(gè)單片段代換系將在基因或QTL的定位、克隆、功能分析及水稻分子育種中具有重要的利用價(jià)值。
　　 本研究利用這一個(gè)帶有華粳秈74遺傳背景的單片段代換系文庫對水稻抽穗期基因進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)單片段代換系W06-26-35-1-5-2帶有極晚熟抽穗期基因，在山東種植，抽穗期穩(wěn)定且表現(xiàn)為晚抽穗。這個(gè)代換系的代換區(qū)間為PSM152-PSM154-PS

4、M155-RM25-RM547-RM72-RM404，在第8染色體上，帶有抽穗期基因，暫定名為qHD8-1。利用這個(gè)代換系與受體親本華粳秈74 進(jìn)行雜交，得到F2分離群體，通過對分離群體單株進(jìn)行抽穗期鑒定，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)分離群體的晚抽穗單株數(shù)與早抽穗單株數(shù)的分離比例都符合3:1，證明該晚抽穗基因?yàn)轱@性基因。利用這兩個(gè)F2分離群體，對抽穗期基因qHD8-1 物理作圖。qHD8-1基因首先被定位到第8染色體PSM155和RM547之間，遺傳距離約

5、為7.3 cM的區(qū)間上。隨后，挑選了這個(gè)靶標(biāo)區(qū)間已有的另外16個(gè)引物來進(jìn)一步定位，qHD8-1 被定位到RM22475和RM22548之間，物理距離大約193kb。為了精細(xì)定位這個(gè)qHD8-1基因，再次發(fā)展了引物，qHD8-1 最終被定位到標(biāo)記RM22492和P23之間，遺傳距離為26 kb，序列分析表明該區(qū)域含有5個(gè)開放性閱讀框，并得到了qHD8-1的五個(gè)候選基因的cDNA序列。該結(jié)果為qHD8-1基因的克隆和分子標(biāo)記輔助育種奠定了基