水稻重要農(nóng)藝性狀QTL定位以及矮稈窄葉基因DNL1的圖位克隆.pdf

1、株高、葉型、粒型和抽穗期是水稻的重要農(nóng)藝性狀。為了更好的解析水稻重要農(nóng)藝性狀遺傳基礎(chǔ)，利用目標表型差異明顯的種質(zhì)秈80和蘇御糯構(gòu)建F2分離群體，遺傳分析發(fā)現(xiàn)各性狀呈現(xiàn)連續(xù)分布的遺傳特點，性狀間有極顯著相關(guān)性。QTL定位檢測到控制6個性狀的25個位點，即4個株高、4個葉長、5個葉寬、2個粒長、4個粒寬和6個抽穗期QTL。其中在12號染色體上標記RM519-RM1103之間聚集了四個主效位點:qPH12、qLW12.2、qLL12和qGW1

2、2.1，分別解釋了50.00％、57.08％、15.41％和22.51％的株高、葉寬、葉長和粒寬表型變異。
　　鑒于qPH12、qLW12.2位點對株高和葉寬的效應(yīng)最大，將之命名為DNL1(DWARFAND NARROWED LEAF1)。根據(jù)RM519和RM1103的標記基因型，F(xiàn)2群體中雜合體進一步發(fā)展分離群體，獲得了1363株矮稈和窄葉單株，利用標記RM519和RM6947(RM1103外側(cè)標記)篩選獲得141個重組單株。通

3、過區(qū)間內(nèi)加密標記對重組單株進行高精度連鎖分析，DNL1被確定在在InDel標記ID12M28-HF43之間62.39kb的物理區(qū)間內(nèi)。該區(qū)間注釋有9個開放閱讀框（RFs），其中ORF5編碼一個類纖維素合酶D(CSLD)亞家族成員OsCSLD4，在細胞壁形成和植株發(fā)育過程中起重要作用，認為ORF5/CSLD4是DNL1候選基因。
　　對9個株高和葉寬遺傳多樣的水稻品種/系（包括親本秈80和蘇御糯）的OsCSLD4序列比對分析，發(fā)現(xiàn)了

4、12處單核苷酸多態(tài)性位點(SNP1～SNP12)和1處插入/缺失多態(tài)性位點(InDel1)。SNP位點與株高、葉寬的關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn):SNP8(C2488T)突變只在秈80中存在，和秈80的矮稈窄葉性狀相關(guān)性最大。OsCSLD4中SNP8(C2488T)突變造成編碼氨基酸序列脯氨酸向絲氨酸的轉(zhuǎn)換(P746S)，導(dǎo)致秈80植株矮化和窄葉性狀。
　　DNL1編碼類纖維素合酶D4(OsCSLD4)，屬于糖基轉(zhuǎn)移酶2(GT2)家族成員。Os

5、CSLD4有一個Zf-Ring4結(jié)構(gòu)域、一個Cellulose_synt亞基、8個跨膜結(jié)構(gòu)域(TM1～TM8)。Cellulose_synt亞基被認為是纖維素合酶的催化亞基，包含一個GT結(jié)構(gòu)域、一個“D，DCD，D，QXXRW”保守基序位于TM2和TM3之間。多重序列比對發(fā)現(xiàn)GT結(jié)構(gòu)域在OsCSLD4和水稻以及其他植物物種的CSLDs蛋白間是高度保守的，dnl1突變是一個稀有突變位點。進化樹中，OsCSLD4和擬南芥AtCSLD5位于同