水稻剑叶形态QTL定位及候选基因分析

作者：王盛; 叶涵斐; 李三峰; 姜嘉骥; 张月; 潘晨阳; 周维永; 陈维娴; 王珂欣; 戴高兴; 方媛^*; 饶玉春^*; 王跃星^*

来源：中国科学:生命科学 , 2021, 51(05): 567-578.

• 水稻
• 剑叶
• 叶片形态
• QTL定位
• SNP

叶片是水稻的重要器官,是进行光合作用的主要场所,而叶长、叶宽、叶面积等剑叶形态相关性状能够直接影响叶片的光合效率.研究水稻剑叶形态相关性状的QTL(quantitative trait loci)位点,并通过遗传育种的手段对水稻剑叶形态进行改良,可以为培育理想株型的水稻提供理论依据.本研究以籼稻品种华占(HZ)为父本,粳稻品种热研2号(Nekken2)为母本,杂交获得F1代后,连续自交多代得到120个重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体,将其作为实验材料.在相同且适宜的条件下培养后,对水稻分蘖期和成熟期剑叶叶长、叶宽、叶面积等性状进行考察分析,同时利用该RIL群体构建遗传图谱,对水稻分蘖期和成熟期剑叶叶长、叶宽、叶面积性状的QTL进行定位分析,共检测到35个剑叶形态相关性状的QTL.其中包含6个与剑叶叶长相关的QTL(分蘖期5个、成熟期1个),其中一个的LOD值高达6.92; 8个与剑叶叶宽相关的QTL(只在分蘖期检测到),其中一个的LOD值高达4.51; 21个与剑叶叶面积相关的QTL(分蘖期12个、成熟期9个),其中两个的LOD值分别高达6.37和4.06.对这些QTL区间内与剑叶叶长、叶宽、叶面积相关的候选基因进行定量分析,发现LOCOs02g52040, LOCOs03g46610, LOCOs04g52230, LOCOs04g44150, LOCOs04g52479, LOCOs09g37400, LOCOs12g42020这7个基因在双亲间的表达量差异显著,结合亲本剑叶叶长、叶宽、叶面积的数据结果,推测LOCOs04g52230, LOCOs04g44150, LOCOs09g37400, LOCOs12g42020的高表达可能会促进水稻剑叶的增宽增长,叶面积增大,而LOCOs02g52040, LOCOs03g46610, LOCOs04g52479的高表达可能抑制水稻剑叶的生长.本研究通过QTL分析,挖掘了调控水稻剑叶叶长、叶宽及叶面积的QTL位点,为培育株型优良的水稻新品种提供了参考.

• 单位
  中国水稻研究所; 浙江师范大学; 生命科学学院; 水稻生物学国家重点实验室; 广西农业科学院