离子束诱变体水稻JD-1的表型及基因组变异分析

作者：敬银钦; 高方远; 刘利平; 苏相文; 任明鑫; 陆贤军; 吕建群; 金文杰; 胡运高; 任鄄胜^*; 任光俊^*

来源：植物遗传资源学报, 2021, 22(05): 1322-1333.

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20210219001

• 水稻
• 碳离子束
• 全基因组重测序
• 等位变异
• 分子标记

辐射诱变是作物种质创新的有效途径之一。本研究利用碳离子束诱变津稻565,获得穗下垂及穗部其他性状发生变异的突变体,命名为JD-1。对突变体及野生型的主要农艺性状进行调察,结果表明JD-1的主穗颈穗弯曲度、着粒数和着粒密度都较津稻565极显著增加,增幅分别为305.90%、66.86%和47.79%;其主穗穗长、实粒数和二次枝梗数显著性增加,增幅分别为12.11%、63.06%和74.19%,而千粒重显著降低11.54%。基因组序列比对表明,在突变体JD-1和野生型津稻565之间有18639个单核苷酸多态性位点(SNP,single nucleotide polymorphism),转换/颠换比值为2.34;有3428个小片段插入缺失(InDel,insertion-deletion)。这些突变表现为成簇分布,主要发生在第5和第11染色体上,占比分别为25.19%和22.98%。在基因结构变异中,基因间区的变异数占比较高,为45.22%;剪切位点的变异数占比较低,为0.08%。变异基因GO注释表明,参与细胞生理过程的变异基因数较多。变异基因中与株高、千粒重、穗长、二次枝梗数相关的已克隆基因有16个;根据变异位点设计了16个已克隆基因的分子标记,有12个SNP标记和9个InDel标记在9个基因上鉴定出多态性。该研究创制出新的水稻种质资源并发掘出与产量性状相关基因的等位变异。

• 单位
  西南科技大学; 四川省农业科学院作物研究所; 中国科学院近代物理研究所