利用日本晴/9311重组自交系群体定位水稻成熟期叶形相关性状QTL

王兰,黄李超,代丽萍,杨窑龙,徐杰,冷语佳,张光恒,胡江,朱丽,高振宇,董国军,郭龙彪,钱前,曾大力*

doi:10.3969/j.issn.1001-7216.2014.06.004

中国水稻科学 >

2014 , Vol. 28 >Issue 6: 589 - 597

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7216.2014.06.004

研究报告

利用日本晴/9311重组自交系群体定位水稻成熟期叶形相关性状QTL

展开

中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室，杭州 310006;

收稿日期: 2014-03-14

修回日期: 2014-04-02

网络出版日期: 2014-11-10

基金资助

国家自然科学基金资助项目(31221004, 31171531，91335105)；国家973 计划资助项目(2007CB109202)；国家转基因生物新品种培育重大专项(2013ZX08009003)。

收起

QTL Analysis for Rice Leaf Morphology at Maturity Stage Using a Recombinant Inbred Line Population Derived from a Cross Between Nipponbare and 9311

Expand

State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, China;

Received date: 2014-03-14

Revised date: 2014-04-02

Online published: 2014-11-10

Fold

摘要

水稻叶片是植株进行光合作用的主要器官，优化其形态指标是水稻高产育种的重要目标之一。以日本晴和9311衍生的重组自交系群体(RIL)为材料，对其上3叶的叶长、叶宽、叶面积及叶片长宽比进行考查及QTL定位分析。结果表明，各性状在双亲间存在显著或极显著差异，在群体中呈连续分布，表现为多基因控制的数量性状特征；相关分析表明，不同叶位的叶片叶形性状间呈极显著的正相关性；共检测到上3叶的叶长、叶宽、叶面积及叶片长宽比相关QTL 42个，它们分布于水稻12条染色体上，贡献率介于4.3%~29.0%，来自9311的增效等位基因的数目和加性效应比来自日本晴的要大；另外还检测到17对上位性位点，其贡献率为3.3%~23.4%；还对剑叶叶长、叶宽和叶面积的增效等位基因进行了聚合比较，增效等位基因的聚合能明显调节水稻剑叶的叶长、叶宽和叶面积大小，对其在常规稻和杂交稻的育种应用前景进行了探讨。

关键词： 水稻; 重组自交系群体; 叶片形态; QTL分析; 上位性分析

本文引用格式

王兰,黄李超,代丽萍,杨窑龙,徐杰,冷语佳,张光恒,胡江,朱丽,高振宇,董国军,郭龙彪,钱前,曾大力* . 利用日本晴/9311重组自交系群体定位水稻成熟期叶形相关性状QTL[J]. 中国水稻科学, 2014 , 28(6) : 589 -597 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.06.004

Abstract

As the main photosynthetic organs, rice leaf morphological characteristic is an important target in high yield breeding. A recombinant inbred line (RIL) population derived from a cross between Nipponbare and 9311 was used to map QTLs for leaf length, leaf width, leaf area and leaf length to width ratio of top three leaves in maturity stage. Correlation analysis showed that there were significant correlation among leaf shape indexes. The leaf shape traits followed a normal distribution with some transgressive individuals,indicating that these complex quantitative traits were controlled by multiple genes. A total of 42 QTLs were detected for these traits, which were mapped on all 12 chromosomes with the phenotypic variations ranging from 4.3% to 29.0%, and the increasing effective alleles contributed by 9311 showed higher additive effect than that from Nipponbare. Seventeen pairs of QTL with epistatic effect were identified among eight traits with explained variations from 3.3% to 23.4%. Pyramiding the positive alleles apparently altered the characters of flag leaf.

Key words： rice; leaf shape; quantitative trait locus; epistatic analysis

参考文献

\[1\]朱雄涛, 汪真. 水稻高光效生理育种初探. 福建稻麦科技, 2003(6): 1417.

\[2\]彭茂民, 杨国华, 张菁晶, 等. 不同遗传背景下水稻剑叶形态性状的QTL分析. 中国水稻科学, 2007, 21(3): 247252.

\[3\]凌启鸿. 作物群体质量. 上海: 上海科学技术出版社, 2000: 2528.

\[4\]Li Z K, Pinson S R M, Stansel J W, et al. Genetic dissection of the sourcesink relationship affecting fecundity and yield in rice(Oryza sativa L.). Mol Breeding, 1998, 4(5): 419426.

\[5\]马均, 马文波, 明东风, 等. 重穗型水稻株型特性研究. 中国农业科学, 2006, 39(4): 679685.

\[6\]Abdelkhalik A F, Shishido R, Nomura K, et al. QTLbased analysis of leaf senescence in an indica/japonica hybrid in rice(Oryza sativa L.). Theor Appl Genet, 2005, 110(7): 12261235.

\[7\]马达鹏, 陶大云. 贵州高原粳稻剑叶长度、宽度、面积、比叶重的遗传研究. 贵州农业科学, 1989(5): 17.

\[8\]徐云碧, 申宗坦. 水稻茎叶形态性状的简化三重测交分析. 作物学报,1992, 18(5): 344351.

\[9\]童汉华, 梅捍卫, 邢永忠, 等. 水稻生育后期剑叶形态和生理特性的QTL定位. 中国水稻科学, 2007, 21(5): 493499.

\[10\]李仕贵, 何平. 水稻剑叶性状的遗传分析和基因定位. 作物学报, 2000, 26(3): 261265.

\[11\]王韵, 程立锐, 郑天清, 等. 影响水稻株高和剑叶宽主效QTL对人工选择的响应. 中国水稻科学, 2009, 23(4): 363370.

\[12\]沈波, 庄杰云, 张克勤, 等水稻叶片性状和根系活力的QTL定位. 遗传学报, 2003, 30(12): 11331139.

\[13\]Wang P, Zhou G L, Cui K, et al. Clustered QTL for source leaf size and yield traits in rice(Oryza sativa L.). Mol Breeding, 2012, 29(1): 99113.

\[14\]王一平, 曾建平, 郭龙彪, 等. 水稻顶部三叶与穗重的关系及其QTL分析. 中国水稻科学, 2004, 19(1)： 1320.

\[15\] McCouch S R. Gene nomenclature system for rice. Rice, 2008, 1(1): 7284.

\[16\]蔡晶. 水稻剑叶性状的遗传分析和QTL定位. 北京：中国农业科学院， 2009.

\[17\]Xue W, Xing Y, Weng X, et al. Natural variation in Ghd7 is an important regulator of heading date and yield potential in rice. Nat Genet, 2008, 40(6): 761767.

\[18\]Ashikari M, Sakakibara H, Lin S, et al. Cytokinin oxidase regulates rice grain production. Science, 2005, 309(5735): 741745.

\[19\]Fan C, Xing Y, Mao H, et al. GS3, a major QTL for grain length and weight and minor QTL for grain width and thickness in rice, encodes a putative transmembrane protein. Theor Appl Genet, 2006, 112(6): 11641171.

\[20\]Song X J, Huang W, Shi M, et al. A QTL for rice grain width and weight encodes a previously unknown RINGtype E3 ubiquitin ligase. Nat Genet, 2007, 39(5): 623630.

\[21\]林洪鑫, 袁展汽, 肖运萍. 水稻上部三叶形态及其与产量关系的研究进展. 中国稻米, 2012, 18(2): 812.

\[22\]罗伟, 胡江, 孙川, 等.水稻抽穗期功能叶叶型相关性状遗传分析. 分子植物育种, 2008, 6(5): 853860.

\[23\]潘永地, 姚克敏, 胡雪琼. 杂交水稻株型因素的相关性及其规律. 南京气象学院学报, 2003, 26(4): 538544.

\[24\]林泽川, 占小登, 程式华, 等. 水稻叶形相关基因定位和克隆研究进展. 核农学报, 2013, 27(11): 16621669.

\[25\]周丽慧,赵春芳,赵凌, 等. 利用染色体片段置换系群体检测水稻叶片形态QTL. 中国水稻科学, 2013, 27(1): 2634.

\[26\]Farooq M, Tagle A G, Santos R E, et al. Quantitative trait loci mapping for leaf length and leaf width in rice cv. IR64 derived lines. J Int Plant Biol, 2010, 52(6): 578584.

\[27\]叶少平, 张启军, 李杰勤, 等. 用培矮64S/日本晴F2群体对水稻6个农艺性状的QTL定位. 中国水稻科学, 2007, 21(1): 3943.

\[28\]肖珂, 左海龙, 巩迎军, 等. 控制水稻剑叶形态相关性状的数量基因位点(QTL)的定位. 上海师范大学学报:自然科学版, 2007, 36(2): 6670.

\[29\]李睿, 赵姝丽, 毛艇, 等. 水稻剑叶形态性状QTL分析. 作物杂志, 2010, 26(3): 2629.

\[30\]徐建军, 赵强, 赵元凤, 等. 利用重测序的水稻染色体片段代换系群体定位剑叶形态QTL. 中国水稻科学, 2011, 25(5): 483487.

\[31\]张毅, 秦华, 沈福成. 水稻株型性状的配合力分析. 西南农业大学学报, 2000, 22(1): 1720.

\[32\]马洪文, 殷延勃, 武绍湖. 粳稻上部三叶形态性状的遗传效应分析. 西北农林科技大学学报: 自然科学版, 2008, 36(10): 115120.

\[33\]候名语, 王春明, 江玲, 等. 水稻低温发芽力QTL定位和遗传分析. 遗传学报, 2004, 31: 701706.

Options

文章导航

模态框（Modal）标题

摘要

本文引用格式

Abstract

参考文献