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水稻穗粒数基因Gn1a的等位基因挖掘与育种应用

文献类型： 中文期刊

作者： 刘智超;常龙学;艾鑫;金龙;张丰勇;李志永;王以锋;童晓红;黄捷;张健;金健;应杰政

作者机构：

关键词： 每穗粒数;等位基因;数量性状座位;分子标记辅助选择

期刊名称：中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2024 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 【目的】利用水稻功能基因组学的快速发展，筛选控制每穗粒数基因Gn1a的有利等位基因，为现代水稻的改良提供技术支撑。【方法】发展高代回交自交遗传群体开展QTL定位，构建近等基因系验证QTL的遗传效应，对目标基因进行扩增、测序和序列比较分析，设计功能基因标记对水稻品种进行基因分型检测。【结果】4个分别以早籼主推品种中嘉早17和中早39，杂交晚籼重要恢复系华占和R173为背景，粳稻吉资1560为供体的BC3F3遗传群体在1号染色体短臂Gn1a的位置上共定位到控制穗粒数和二次枝梗数QTL，Gn1a的测序结果表明在中嘉早17与中早39中发现了一个未曾报道的Gn1a新等位基因，同时籼型Gn1a等位基因(Gn1a-i)与粳型Gn1a等位基因(Gn1a-j)相比在5’UTR上存在16 bp缺失，4套近等基因系的分析结果表明Gn1a-i增加每穗粒数和籽粒产量。据此插入缺失位点开发的功能基因标记ZC51对9类39份水稻材料，包括常规早籼、常规晚籼、三系保持系、两系不育系、三系恢复系、北方粳稻、南方粳稻、农家品种及野生稻进行Gn1a等位基因分型，常规早籼、常规晚籼、三系保持系、两系不育系及三系恢复系所有籼型品种都表现为Gn1a-i等位基因类型，野生稻和农家品种都表现为Gn1a-j等位基因类型，而粳稻品种，无论南方还是北方粳稻品种都存在Gn1a-i和Gn1a-j两种等位基因类型。【结论】本研究明确了Gn1a-i等位基因通过增加二次枝梗数和每穗粒数来提高籽粒产量，Gn1a-i有利等位基因在当前粳稻品种的改良中具有较大利用潜力，Gn1a功能基因标记ZC51能直接用于分子标记辅助选择育种。

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