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摘要
【目的】挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因，为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础。【方法】利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料，通过对两亲本及RIL群体重测序，构建了包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱。RIL群体及亲本分别于2011和2020年正季在江苏省农业科学院种植。抽穗后第3天使用叶绿素仪测定剑叶SPAD值。使用IciMappingv3.4软件完备区间作图法，对控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行鉴定。利用便携式光合仪测定RIL群体中20个SPAD极端株系的水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用参数。【结果】2年共检测到19个抽穗期剑叶叶绿素含量相关QTL，分别分布在除第8、9和10染色体外的其他9个染色体上。单一QTL贡献率为3.09%—13.13%,LOD值为2.74—14.08。通过物理位置比对，发现其中10个QTL与前人定位到的叶绿素含量相关位点在相同或邻近区域。qCHL2-1和qCHL5-1 2年均被检测到，表现出较强的稳定性。qCHL2-1位于第2染色体的7.63—7.71 Mb处，2年LOD值分别为14.08和7.93，贡献率分别为13.13%和7.94%。qCHL5-1位于第5染色体的23.44—23.49 Mb处，2年LOD值分别为4.31和3.76，贡献率分别为3.57%和4.82%。结合功能注释和亲本间序列分析，分别在qCHL2-1和qCHL5-1染色体区间内找到2个与剑叶叶绿素含量相关的基因Os02g0236000和Os05g0476700。这两个基因的核苷酸序列在两亲本间均存在差异。Os02g0236000编码水稻天冬氨酸氨基转移酶（AAT1），是水稻氮代谢途径中的重要酶，与蛋白质及氨基酸含量有关。Os05g0476700编码叶面斑点相关蛋白，推测与叶片颜色有关。根据AAT1在CDS+273 bp有无突变对RIL群体进行等位型分类。在20个SPAD极端株系中，AAT1不同等位型株系的剑叶SPAD值和水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用指标均存在显著差异。【结论】共检测到19个控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL，鉴定了2个稳定存在的QTL——qCHL2-1和qCHL5-1，在这两个QTL区间筛选到2个可能调控水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的基因。其中1个AAT1(Os02g0236000)不同等位型的光合作用参数在20个极端SPAD株系中存在显著差异，推测其为最可能的候选基因，可用于后续剑叶叶绿素调控基因的功能研究。
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