水稻抽穗期主效QTL qHD7.4克隆研究

【作者】 王军； 朱金燕； 范方军； 李文奇； 王芳权； 许扬； 仲维功； 杨杰；

【机构】 江苏省农科院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心；

【摘要】 水稻的抽穗期是决定水稻产量及其适用性的重要农艺性状之一,抽穗期是受到多基因控制的数量性状位点。染色体单片段代换系由于排除了遗传背景的干扰,已经成为定位和克隆复杂性状QTL的重要材料。本研究以日本晴为供体,籼稻品种广陆矮4号为受体构建的染色体片段代换系为材料,在初步定位的基础上,对控制抽穗期的主效QTL qHD7.4进行精细定位和克隆研究。将含有qHD7.4的近等基因系NIL(qHD7.4)与广陆矮4号杂交再自交,构建F2分离群体。遗传分析表明,抽穗期QTL qHD7.4符合单个孟德尔因子的遗传。通过图位克隆的策略最终将qHD7.4被精细定位在第7染色体PAC克隆AP005199上分子标记S7-243和S7-235之间35kb的区段内,与分子标记S7-242表现为共分离。序列分析表明,编码1个pseudo-responseregulator蛋白基因可能为qHD7.4的候选基因。Real-time PCR结果表明,qHD7.4在水稻的根、茎、叶和穗中均有表达,但在穗中表达量最高,根中表达量最低。广陆矮4号中由于qHD7.4基因功能缺失,不同组织中qHD7.4表达量都非常低。在长日照条件下,qHD7.4呈昼夜节律性表达,等位基因qhd7.4昼夜节律不明显,且表达量显著低于qHD7.4。在短日照条件下,无论是qHD7.4还是qhd7.4都不是节律性表达,且两者之间的表达量无显著差异。通过分析qHD7.4/qhd7.4与其他抽穗期调控因子在GLA4和NIL中的表达情况发现,长日照条件下,qHD7.4通过正向调控Ghd7进而抑制Ehd1和下游Hd3a/RFT1的表达,起到延迟水稻开花的结果;在短日照条件下,广陆矮4号和NIL(qHD7.4)中的Ghd7,Ehd1和Hd3a的表达量在不同的时间段出现了峰值,且NIL(qHD7.4)中Ghd7,Ehd1和Hd3a的响应都稍稍迟于广陆矮4号中相应的基因更多还原