基于高密度遗传图谱定位广西普通野生稻导入系籽粒性状QTLs

李永成; 杨行海; 农保选; 张宗琼; 夏秀忠; 陈灿; 郭辉; 冯锐; 韦宇; 李丹婷; 《南方农业学报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：[目的]基于高密度遗传图谱定位广西普通野生稻导入系籽粒性状QTLs,筛选关键候选基因,为水稻籽粒性状相关基因精细定位及育种改良提供理论参考.[方法]以广西普通野生稻 Y11为父本、籼型常规恢复系广恢 998(GH998)为母本,构建包含 281个株系的 BC3F9 导入系群体,对其进行籽粒性状分析及基因组测序,通过高密度遗传图谱定位粒长、粒宽、长宽比、千粒重相关QTLs,再通过基因功能注释、候选基因相对表达量检测筛选出关键候选基因.[结果]281个子代株系中,粒长的变异系数最小(3.41%),粒宽的变异系数最大(9.73%).粒长与千粒重呈显著正相关(P<0.05,下同),粒宽与千粒重呈显著正相关,与长宽比呈显著负相关.从281个子代株系中共检测到119 个籽粒相关性状QTLs,有22个为主效QTLs,其中粒长相关QTLs 10个、粒宽相关QTLs 5个、长宽比相关QTLs 3个、千粒重相关QTLs 4个,分布于水稻12条染色体,LOD为6.72~13.32,表型贡献率为10.75%~20.19%.筛选出5个多效性QTLs:2号染色体上的qGL2.2和qTGW2.1(26626185~34078363 bp)与粒长和千粒重相关;2号染色体上的qGW2.1和qGLWR2.1(10595289~18845781 bp)与粒宽和长宽比相关;3号染色体qGL3.1和qGLWR3.1(21022358~21038343 bp)及6号染色体上的qGL6.2和qTGW6.1(26793010~28240073 bp)与粒长相关;7号染色体上的qGW7.2和qTGW7.1(17771510~18372657 bp)与粒宽和千粒重相关.参考日本晴基因组同源序列的基因功能,从qGL6.1和qGW7.1区间共筛选出10个可能与籽粒性状相关的基因.qGL6.1区间的LOC_Os06g01670基因(MYB转录因子基因)作为影响水稻粒长的理想候选基因,该基因在短粒株系幼穗中高表达,推测其通过影响胚乳发育负调控粒长;qGW7.1区间的LOC_Os07g01740(半胱氨酸蛋白酶基因)和LOC_Os07g01940(染色单体粘连蛋白基因)在窄粒株系中高表达,推测其通过影响细胞分裂调控粒宽,将这2个基因列为影响水稻粒宽的候选基因.[结论]构建的广西普通野生稻导入系群体遗传效应较稳定,从中定位到22个籽粒性状主效QTLs,其中6号染色体上的qGL6.1和7号染色体上的qGW7.1是新的籽粒性状QTL,qGL6.1区间的LOC_Os06g01670基因与粒长相关,qGW7.1区间的LOC_Os07g01740和LOC_Os07g01940基因与粒宽相关,初步推测三者为影响籽粒性状的候选基因.

关键词： 野生稻 籽粒性状 导入系 高密度遗传图谱 QTLs定位