论文部分内容阅读
粒重和籽粒大小与水稻的产量和品质息息相关,是典型的数量性状。鉴定粒重和籽粒大小数量性状座位（Quantitative trait loci,QTL）对揭示水稻粒重和籽粒大小的遗传机制具有重要意义。前期我们在水稻第1染色体长臂835.2 kb的区间内将千粒重QTL qTGW1.1分解为2个微效QTL:qTGW1.1a和qTGW1.1b,其中,qTGW1.1b界定于RM11554-RM11569之间约521.8 kb的区间内,密阳46等位基因显著增加粒长0.017 mm,提高粒重0.06 g。本研究针对qTGW1.1b构建了新的定位群体,对其效应进行了验证,开展了精细定位,对候选基因进行了分析。具体结果如下:1.qTGW1.1b的效应验证从珍汕973/密阳46组合衍生的BC2F9群体中挑选在qTGW1.1（RM11437-RM11615）区间和qTGW1.2（RM11615-RM11800）区间分别呈杂合的2个单株,配组衍生构建了3套F5:6近等基因系（Near isogenic lines,NILs）。结果显示,Wn28826-RM1231区间呈分离的Y1群体中,千粒重、粒长和粒宽均在双亲纯合基因型株系间检测到极显著差异,加性效应分别为0.13 g、0.023 mm和0.008 mm,增效等位基因均来自密阳46;Wn28990-RM1231区间呈分离的Y2群体中仅粒长在双亲纯合基因型株系间检测到显著差异,加性效应大小为0.015 mm,增效等位基因同样来自密阳46;而Wn29154-RM1231区间呈分离的Y3群体中3个性状均未检测到显著性差异。比较本研究中QTL的效应,发现其与qTGW1.1b效应大小相近、方向一致。由此将qTGW1.1b初步界定于Wn28944和Wn29154之间约210.2 kb的范围内。2.qGL1.1的精细定位从衍生出Y1的F5群体中挑选整个分离区间Wn28826-RM1231呈杂合的2个单株,衍生获得了分离区间更小且呈交叠排列的6套F8:9近等基因系。结果显示,Wn29048-Wn29125区间呈分离的LP4群体存在qTGW1.1b的分离,在陵水和杭州试验中千粒重和粒长在双亲纯合基因型株系间均检测到显著差异;而Wn29125-RM1231区间呈分离的LP5群体则可能同时存在qTGW1.1b与另一个相斥QTL的分离,粒长效应处于临界检测水平,仅在杭州试验中检测到显著性差异。因此将qTGW1.1b定位于Wn29077-Wn29154区间约76.8 kb的范围内。鉴于在前期试验和本研究中qTGW1.1b对粒长表现最为显著,且对粒宽作用不显著,故并将qTGW1.1b重新命名为qGL1.1。3.qGL1.1的候选基因分析目标区间共预测有8个注释基因。除ORF6和ORF7扩增失败外,其它6个注释基因的编码序列在双亲间均未检测到变异。实时荧光定量表达和转录组测序表明,编码一个脱水家族蛋白（RAB25）的ORF4在珍汕97纯合型近等基因系(NILZS97)和密阳46纯合型近等基因系(NILMY46)间表达差异最显著。NILZS97和NILMY46之间共有1409个表达差异显著的基因,相较于NILZS97,在NILMY46中1196个基因表达量上调,213个基因表达量下调。KEGG功能富集分析显示,参与丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase,MAPK）信号途径的差异表达基因最多。因此,ORF4有可能是qGL1.1的候选基因,而qGL1.1很可能参与MAPK信号转导途径调控水稻籽粒大小。