基于CSSL的水稻抽穗期和穗長(zhǎng)QTL定位及遺傳分析.pdf

1、抽穗期和穗長(zhǎng)是水稻(Oryza sativa L.)重要的農(nóng)藝性狀，檢測(cè)水稻抽穗期和穗長(zhǎng)性狀相關(guān)的QTL并進(jìn)行遺傳效應(yīng)分析對(duì)于水稻遺傳改良具有重要意義。普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)蘊(yùn)藏著許多優(yōu)異基因，但其遺傳背景復(fù)雜，難以直接應(yīng)用于育種或遺傳分析中。染色體片段置換系能夠?qū)⒁吧镜挠欣蛑脫Q到遺傳背景單一的栽培稻中，消除野生稻復(fù)雜遺傳背景的影響，便于其基因的分離和鑒定，是進(jìn)行遺傳分析、基因精細(xì)定位和育種的優(yōu)

2、良材料。本研究利用以普通野生稻為供體，栽培稻9311為受體構(gòu)建的染色體片段置換系，選擇長(zhǎng)日照(NLD)和短日照(NSD)下抽穗期延遲的株系CSSL129和既延長(zhǎng)抽穗期又縮短穗長(zhǎng)的株系CSSL39構(gòu)建遺傳分離群體并對(duì)水稻抽穗期和穗長(zhǎng)QTL進(jìn)行檢測(cè)和定位，得到以下結(jié)果：
　　1.在CSSL129株系中，定位到了一個(gè)與抽穗期相關(guān)的QTL qHd6.1，位于第6條染色體上，并在NLD和NSD下均能穩(wěn)定遺傳。序列分析發(fā)現(xiàn)來自于野生稻中的qH

3、d6.1基因與水稻Hd1基因等位，推測(cè)編碼區(qū)4bp的缺失導(dǎo)致移碼突變，使抽穗提前。
　　2.在CSSL39株系中，NLD和NSD條件下都檢測(cè)到3個(gè)與抽穗期相關(guān)能穩(wěn)定遺傳的QTL， qHD7.1，qHD7.2，qHd12，其中qHD7.1，qHD7.2在兩個(gè)環(huán)境下的貢獻(xiàn)率均較高，屬于主效QTL，且保持相同的效應(yīng)方向，均能延長(zhǎng)抽穗期。
　　3.在CSSL39株系中，定位到4個(gè)與穗長(zhǎng)相關(guān)的QTL，qPL7.1，qPL7.2，qPL

4、10.1，qPL10.2，其中qPL7.2僅在NLD條件下被檢測(cè)到，qPL10.1僅在NSD條件下被檢測(cè)到；而qPL7.1，qPL10.2在兩個(gè)環(huán)境被重復(fù)檢測(cè)到，表明qPL7.1和qPL10.2是能夠穩(wěn)定遺傳的QTL。對(duì)其遺傳效應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)除在NSD中檢測(cè)到的qPL10.2表現(xiàn)為增效作用，使穗長(zhǎng)增加外，其他QTLs都表現(xiàn)為減效作用，使穗長(zhǎng)變短。
　　4.通過對(duì) CSSL39株系構(gòu)建 F2次級(jí)分離群體將 qHD7.2基因定位在分子標(biāo)

5、記 RM172和RM22188之間101.1kb范圍內(nèi)，該區(qū)域有10個(gè)開放閱讀框，預(yù)測(cè)ORF7(LOC_Os07g49460)是其候選基因，其表達(dá)受到光周期調(diào)控。栽培稻9311中qHD7.2等位基因的編碼區(qū)有一個(gè)8bp的缺失，引起基因翻譯的提前終止，導(dǎo)致該等位基因喪失功能，兩親本啟動(dòng)子區(qū)也存在較多的插入缺失和堿基突變，表明 qHD7.2編碼區(qū)與啟動(dòng)子區(qū)域在水稻馴化過程中都受到了選擇，推測(cè)其抽穗期的改變是由其基因表達(dá)模式的變化與部分蛋白功

6、能的喪失所共同導(dǎo)致的。qHD7.2基因的表達(dá)呈組成型表達(dá)，在旗葉中表達(dá)量最高，根中的表達(dá)量最少，這符合抽穗期基因的表達(dá)模式。
　　本研究通過對(duì)200個(gè)染色體置換系的農(nóng)藝性狀調(diào)查，選擇2個(gè)抽穗期或穗長(zhǎng)與輪回親本9311有明顯差異的株系進(jìn)行QTL定位和遺傳分析，共定位出4個(gè)與抽穗期相關(guān)的QTL和4個(gè)與穗長(zhǎng)相關(guān)的QTL。通過對(duì)貢獻(xiàn)率較高的qHD7.2基因進(jìn)行遺傳分析，發(fā)現(xiàn)qHD7.2編碼區(qū)與啟動(dòng)子區(qū)域都發(fā)生變化，而在不同時(shí)期CSSL39