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(biāo)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(diǎn)，性狀間有極顯著相關(guān)性。QTL定位檢測(cè)到控制6個(gè)性狀的25個(gè)位點(diǎn)，即4個(gè)株高、4個(gè)葉長(zhǎng)、5個(gè)葉寬、2個(gè)粒長(zhǎng)、4個(gè)粒寬和6個(gè)抽穗期QTL。其中在12號(hào)染色體上標(biāo)記RM519-RM1103之間聚集了四個(gè)主效位點(diǎn):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(zhǎng)和粒寬表型變異。
　　鑒于qPH12、qLW12.2位點(diǎn)對(duì)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(biāo)記基因型，F(xiàn)2群體中雜合體進(jìn)一步發(fā)展分離群體，獲得了1363株矮稈和窄葉單株，利用標(biāo)記RM519和RM6947(RM1103外側(cè)標(biāo)記)篩選獲得141個(gè)重組單株。通

3、過區(qū)間內(nèi)加密標(biāo)記對(duì)重組單株進(jìn)行高精度連鎖分析，DNL1被確定在在InDel標(biāo)記ID12M28-HF43之間62.39kb的物理區(qū)間內(nèi)。該區(qū)間注釋有9個(gè)開放閱讀框（RFs），其中ORF5編碼一個(gè)類纖維素合酶D(CSLD)亞家族成員OsCSLD4，在細(xì)胞壁形成和植株發(fā)育過程中起重要作用，認(rèn)為ORF5/CSLD4是DNL1候選基因。
　　對(duì)9個(gè)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(duì)分析，發(fā)現(xiàn)了

4、12處單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)(SNP1～SNP12)和1處插入/缺失多態(tài)性位點(diǎn)(InDel1)。SNP位點(diǎn)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?cè)斐删幋a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(gè)Zf-Ring4結(jié)構(gòu)域、一個(gè)Cellulose_synt亞基、8個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域(TM1～TM8)。Cellulose_synt亞基被認(rèn)為是纖維素合酶的催化亞基，包含一個(gè)GT結(jié)構(gòu)域、一個(gè)“D，DCD，D，QXXRW”保守基序位于TM2和TM3之間。多重序列比對(duì)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(gè)稀有突變位點(diǎn)。進(jìn)化樹中，OsCSLD4和擬南芥AtCSLD5位于同