水稻粒形基因qGS7的精細(xì)定位及克隆分析.pdf

1、水稻是世界最主要糧食之一，水稻產(chǎn)量和品質(zhì)改良一直是遺傳育種工作者奮斗的目標(biāo)。粒重是決定水稻產(chǎn)量的重要因素之一，而粒形不僅影響粒重、又是稻米的外觀品質(zhì)的重要因素。因此，水稻粒形研究，對水稻產(chǎn)量與品質(zhì)改良具有重要理論意義與育種實(shí)踐價(jià)值。
　　前期以秈稻品系N643（細(xì)長粒）和粳稻品種龍里黑糯矮（圓粒形）作為親本，經(jīng)雜交、回交、自交等不同世代表型分析，在回交自交分離家系RHL2401中檢測到一個(gè)位于第7染色體的控制谷粒長寬比的QTL q

2、GS7。本研究在驗(yàn)證前人結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用區(qū)間雜合體構(gòu)建次級(jí)分離群體，在標(biāo)記與表型間進(jìn)行高精度連鎖分析，精細(xì)定位qGS7，經(jīng)基因預(yù)測、克隆比對和候選基因分析。獲得如下結(jié)果:
　　1.群體構(gòu)建與精細(xì)定位:利用N643為輪回親本與龍里黑糯矮的BC2雜合型個(gè)體組成分離大群體，對qGS7精細(xì)定位。利用明確的qGS7側(cè)翼標(biāo)記In3和In4在群體中篩選重組型個(gè)體，共獲得12個(gè)單交換個(gè)體。交換株經(jīng)加密標(biāo)記，結(jié)合谷粒長寬比表型數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度連鎖分

3、析，將qGS7定位在InDel標(biāo)記In13和C4-47之間52.8kb物理區(qū)間。交換株后代群體驗(yàn)證了qGS7所在區(qū)間。
　　2.qGS7候選基因預(yù)測與篩選:根據(jù)目標(biāo)區(qū)間的日本晴序列的ORF結(jié)構(gòu)與功能注釋，預(yù)測到8個(gè)ORFs（ORF1-ORF8）:ORF1編碼DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶;ORF2是轉(zhuǎn)座子;ORF3編碼一個(gè)未知蛋白。ORF4編碼一個(gè)推定的3氧代?；；d體蛋白;ORF5編碼一個(gè)含有縮醛酶類TIM barrel結(jié)構(gòu)域的未知

4、蛋白。ORF6編碼一個(gè)過氧化物酶體(S)-2-羥基酸氧化酶GLO4蛋白;ORF7編碼一個(gè)40S核糖體S2蛋白，ORF8是轉(zhuǎn)座子。組織表達(dá)預(yù)測結(jié)果表明，ORF6和ORF7在幼穗、穎花或穎殼中表達(dá)最高。
　　3.qGS7克隆與候選基因序列差異分析:以日本的候選基因序列為參照，設(shè)計(jì)引物，以雙親DNA為模版，分別擴(kuò)增、測序，或擴(kuò)增后克隆測序，進(jìn)行序列比對發(fā)現(xiàn):ORF1的cDNA序列在雙親間無差異，ORF4的cDNA序列SNPs差異均為同義

5、突變。ORF3的N643 cDNA序列有一個(gè)單核苷酸T插入，導(dǎo)致編碼蛋白質(zhì)的氨基酸發(fā)生移碼，有兩處堿基替換導(dǎo)致的氨基酸變化，另有三處同義突變。ORF5的N643 cDNA序列一處SNP差異為同義突變，一處突變使翻譯提前終止，基因編碼的蛋白質(zhì)在C末端缺少了兩個(gè)氨基酸。ORF6和ORF7的cDNA序列分別有堿基替換導(dǎo)致的氨基酸變化。另外兩個(gè)ORF為轉(zhuǎn)座子。結(jié)合ORFs結(jié)構(gòu)與功能注釋和表達(dá)信息，將ORF3，ORF5，ORF6和ORF7作為候選