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基于染色体片段置换系的野生稻粒长QTL qGL12的精细定位

文献类型： 中文期刊

作者： 丁膺宾;;张莉珍;;许睿;;王艳艳;;郑晓明;;张丽芳;;程云连;;吴凡;;杨庆文;;乔卫华

作者机构：

关键词： 野生稻;;染色体片段置换系;;粒型;;QTL 定位

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2018 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2020-2021年度） ; 农林核心（2020版） ; 科技核心（2020版）

摘要： ：【目的】利用野生稻染色体片段置换系以及次级群体，精细定位与水稻粒长相关的 QTL，发掘野生稻中 影响粒长的新基因，为水稻育种提供遗传材料和基因资源。【方法】利用中国农业科学院作物科学研究所野生稻实 验室已构建的野生稻染色体片段置换系群体，定位到一个与粒长相关的 QTL——qGL12。在此基础上，选择粒长与 受体亲本 9311 差异显著，且携带 qGL12 片段的置换系 CSSL141 与 9311 回交构建次级分离群体，设计区间内分子 标记引物，筛选交换单株，结合粒型表型分析与基因型鉴定，对 qGL12 进行精细定位。通过扫描电子显微镜检测 颖壳细胞，观察细胞的长宽变化，对定位区间内的基因进行基因注释以及测序分析，预测候选基因。【结果】根据 整套置换系多个环境下的表型鉴定，qGL12 初定位于第 12 染色体标记 RM28621 附近；选取携带 qGL12 的置换系 CSSL141 作为精细定位的亲本，CSSL141 携带 4 个野生稻导入片段，在多年多点的田间试验中，CSSL141 粒长、粒 宽、粒重均明显高于 9311；利用构建的 CSSL141/9311 F2群体将 qGL12 定位于第 12 染色体标记 RM5479 与 RM28621 之间，影响粒长、粒宽以及粒重，对粒长的贡献率最高，为 44.61%。在定位区间内设计了 7 个多态性分子标记引 物，选择目标区间基因型杂合的植株种植 F3，通过筛选交换单株，结合交换单株的基因型与表型，将 qGL12 定位 于 RM5479 与 RM28586 之间 50 kb 区间内，为进一步缩短定位区间，在此区间内设计了 4 个多态性分子标记引物， 选择交换单株种植下一代，筛选后得到 20 株交换单株，结合交换单株基因型与籽粒表型，最终将 qGL12 定位到第 12 染色体 15.69 kb 区间，该区间内有 3 个候选基因，其中 Os12g39650 编码一种微管蛋白，Os12g39660 编码一种 质膜钙转运 ATP 酶，Os12g39670 尚未有明确功能，通过测序分析发现，Os12g39650、Os12g39650 在编码区内存在 变异；对亲本以及后代交换单株的颖壳细胞进行电镜扫描，发现 9311 颖壳细胞的长度与宽度均比 CSSL141 小， CSSL141/9311 F4代群体中，目标区间为野生稻基因型的交换单株颖壳细胞的长度与宽度均比目标区间为 9311 基 因型的交换单株大，表明 qGL12 通过调控颖壳细胞的大小影响水稻粒长。【结论】利用野生稻染色体片段置换系， 将野生稻粒长 QTL——qGL12 定位于第 12 染色体 15.69 kb 区间内，通过调控水稻颖壳细胞的大小影响粒长。该区 间内有 3 个基因。来自野生稻的 Os12g39650 与 Os12g39660 与栽培稻等位基因相比，存在自然变异，确定为 qGL12 的候选基因。

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