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利用龙稻5号/中优早8号RIL群体定位粒形QTLOACSTPCD

Mapping of Grain Shape QTLs Using RIL Population from Longdao 5/Zhongyouzao 8

中文摘要英文摘要

[目的]粒形是决定稻米产量、品质和商品价值的重要数量性状之一.本研究旨在利用水稻重组自交系群体鉴定控制粒形的 QTL,为水稻粒形基因的挖掘和长粒形粳稻育种应用奠定基础.[方法]以短圆粒形的粳型超级稻品种龙稻 5 号(LD5)为母本和细长粒形的早熟籼稻品种中优早 8 号(ZYZ8)为父本构建包含 176 个家系的重组自交系群体测定粒长、粒宽、长宽比和粒厚等粒形性状,分析粒形性状间的关系并进行 QTL 定位和比较分析.[结果]利用区间作图法共检测到 8 个粒形 QTL,分布在 3、5、6、7 和 11 号染色体上,表型贡献率范围为 4.69%~18.89%,LOD值范围为 2.52~8.74.这 8个QTL包括 3个粒长QTL qGL3、qGL7和qGL11,2个粒宽 QTL qGW3 和 qGW5,2 个粒厚 QTL qGT3 和 qGT6,1 个长宽比 QTL qLWR3.其中,qGL3、qGL7、qGW3、qGW5 和 qLWR3 可以在 3 个年份稳定检测到.利用多环境联合分析共检测到 14 个粒形 QTL,包括qGL2、qGL3、qGL7和qGL11共 4个粒长QTL;qGW3和qGW5共 2个粒宽QTL;qGT3、qGT5和qGT6共 3个粒厚 QTL;qLWR3a、qLWR3b、qLWR5、qLWR7 和 qLWR11 共 5 个长宽比 QTL,分布在 2、3、5、6、7 和 11号染色体上,表型贡献率范围为 2.28%~15.78%,LOD值范围为 4.20~20.90.与已克隆的粒形基因进行染色体位置比较发现,qGL3/qLWR3区间包含已克隆的GL3.1;qGW5区间包含已克隆的GW5;qLWR3b/qGT3区间包含已克隆的TGW3.[结论]利用区间作图法和多环境联合分析的方法从龙稻 5号和中优早 8号的重组自交系群体中共鉴定了 14个粒形QTL,其中 8个QTL是两种方法重复检测到的.这些QTL定位区间内包含已克隆的GL3.1、TGW3和GW5等粒形基因.

[Objective]Grain shape significantly influences the yield,quality,and commercial value of rice.This study aimed to identify Quantitative Trait Loci(QTLs)controlling grain shape using a rice recombinant inbred line population,thereby facilitating the mining of rice grain shape genes and the breeding of long-grain japonica rice.[Method]A population of 176 recombinant inbred lines was developed by crossing the japonica super rice variety Longdao 5(LD5)with short round grain and the early maturing indica rice variety Zhongyouzao 8(ZYZ8)with long slender grain.Grain shape traits,including grain length(GL),grain width(GW),grain length to width ratio(LWR),and grain thickness(GT),were measured for three years using Smart Grain software,and the interrelationship between these traits was analyzed.Complete Interval Mapping(CIM)and Multi-Environment Trials(MET)were employed for QTL mapping and comparative analysis.[Result]Eight QTLs,comprising three for grain length(qGL3,qGL7,and qGL11),two for grain width(qGW3 and qGW5),two for grain thickness(qGT3 and qGT6),and one for grain length to width ratio(qLWR3),were identified on chromosomes 3,5,6,7,and 11 using the CIM method.These QTLs explained 4.69%-18.89%of the phenotypic variation,with an LOD range from 2.52 to 8.74.Additionally,qGL3,qGL7,qGW3,qGW5,and qLWR3 were consistently detected over three years.Fourteen QTLs,including four for grain length,two for grain width,three for grain thickness,and five for grain length to width ratio,were detected on chromosomes 2,3,5,6,7,and 11 using the MET method.These QTLs explained 2.28%-15.78%of the phenotypic variation,with an LOD range from 4.20 to 20.90.Comparison with cloned grain shape genes revealed the proximity of qGL3/qLWR3a to GL3.1,qGW5 to GW5,and qLWR3b/qGT3 to TGW3.[Conclusion]A total of 8 and 14 grain shape QTLs were identified using the CIM and MET methods,respectively,including three cloned grain shape genes(GL3.1,TGW3,and GW5).

侯本福;杨传铭;张喜娟;杨贤莉;王立志;王嘉宇;李红宇;姜树坤

黑龙江八一农垦大学 农学院, 黑龙江 大庆 163319||黑龙江省农业科学院 耕作栽培研究所/黑龙江省寒地作物生理生态重点实验室/黑龙江省农作物低温冷害工程技术研究中心, 哈尔滨 150086||黑龙江省农业科学院 齐齐哈尔分院/黑龙江省松嫩平原西部作物种质资源创新与利用工程技术研究中心, 黑龙江 齐齐哈尔 161006黑龙江省农业科学院 耕作栽培研究所/黑龙江省寒地作物生理生态重点实验室/黑龙江省农作物低温冷害工程技术研究中心, 哈尔滨 150086||国家耐盐碱水稻技术创新中心东北中心, 哈尔滨 150086沈阳农业大学 水稻研究所, 沈阳 110161黑龙江八一农垦大学 农学院, 黑龙江 大庆 163319黑龙江省农业科学院 耕作栽培研究所/黑龙江省寒地作物生理生态重点实验室/黑龙江省农作物低温冷害工程技术研究中心, 哈尔滨 150086||黑龙江省农业科学院 齐齐哈尔分院/黑龙江省松嫩平原西部作物种质资源创新与利用工程技术研究中心, 黑龙江 齐齐哈尔 161006||国家耐盐碱水稻技术创新中心东北中心, 哈尔滨 150086

水稻粒形QTL定位分子辅助育种

ricepanicle shapeQTL mappingmolecular-marker assisted breeding

《中国水稻科学》 2024 (001)

关键生育期低温对东北水稻籽粒蛋白质含量及形成过程影响机理的模拟研究

13-24 / 12

黑龙江省属科研院所科研业务费资助项目(CZKYF2022-1-B004);国家自然科学基金资助项目(32071889).

10.16819/j.1001-7216.2024.230602

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