朱長(zhǎng)豐　梁利君　曾思遠(yuǎn)　李天偉　董冠杉　洪德林

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210095；*通訊聯(lián)系人，E-mail: delinhong@njau.edu.cn)

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水稻劍葉角度qFla-8-2位點(diǎn)的精細(xì)定位

朱長(zhǎng)豐梁利君曾思遠(yuǎn)李天偉董冠杉洪德林*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210095；*通訊聯(lián)系人，E-mail: delinhong@njau.edu.cn)

朱長(zhǎng)豐, 梁利君, 曾思遠(yuǎn), 等.水稻劍葉角度qFla-8-2位點(diǎn)的精細(xì)定位. 中國(guó)水稻科學(xué)， 2016， 30(1)： 27-34.

摘要:為更好地理解水稻大劍葉角的分子遺傳機(jī)制，對(duì)已初定位的控制劍葉角度的qFla-8進(jìn)行精細(xì)定位和候選基因預(yù)測(cè)。利用以863B為受體親本、A7444為供體親本衍生的BC3F3群體中僅在目標(biāo)基因區(qū)段雜合的172個(gè)單株自交構(gòu)建的次級(jí)分離群體，對(duì)qFla-8所在的RM6215-RM8265區(qū)間9個(gè)SSR標(biāo)記的基因型進(jìn)行鑒定，結(jié)合表型數(shù)據(jù)進(jìn)一步縮短qFla-8所在染色體區(qū)段。結(jié)果發(fā)現(xiàn)qFla-8位點(diǎn)所在染色體區(qū)段存在兩個(gè)緊密連鎖的位點(diǎn)qFla-8-1和qFla-8-2。其中，qFla-8-1位于RM6215和RM3153之間，可解釋22.33%的表型變異；qFla-8-2位于RM1309和RM3491之間，可解釋23.81%的表型變異。進(jìn)一步對(duì)加性效應(yīng)較大的qFla-8-2精細(xì)定位，通過開發(fā)插入缺失(InDel)分子標(biāo)記，將qFla-8-2位點(diǎn)限定于InDel標(biāo)記Z7和SSR標(biāo)記RM23071之間，該區(qū)間的物理距離為67 kb。該區(qū)段包含3個(gè)預(yù)測(cè)基因Os08g0408200,Os08g0408300和Os08g0408500，分別編碼功能類似GAMYB的WD40結(jié)構(gòu)域蛋白、假定蛋白以及類APETALA2蛋白。

關(guān)鍵詞:水稻； 劍葉角度； QTL； 精細(xì)定位

水稻劍葉角度是指劍葉與穗頸之間的夾角，是水稻株型的重要組成因素之一。在水稻生產(chǎn)上，一般認(rèn)為劍葉角度小的直立型葉可以提高光合能力，增加籽粒充實(shí)度，對(duì)提高產(chǎn)量有利[1]。但在雜交稻制種過程中，需要人工趕粉提高不育系的異交結(jié)實(shí)率，劍葉角度小的上舉葉不利于田間不育系輔助授粉[2]。為此，在雜交稻制種過程中要將不育系的劍葉頂部1/3或1/2割去。該環(huán)節(jié)不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且需要較高的操作技術(shù)，否則會(huì)割到正在抽出的幼穗。同時(shí)，割葉造成的傷口對(duì)水稻植株的正常生長(zhǎng)亦有不利影響。因此，培育出水稻大劍葉角度(≥90°)的不育系，既可免去制種田人工割葉，又可為加快實(shí)現(xiàn)雜交稻制種全程機(jī)械化提供便利。

經(jīng)典遺傳學(xué)研究表明，水稻的劍葉角度受一對(duì)主基因和多對(duì)微效基因控制，小角對(duì)大角有部分顯性作用[3]。迄今為止，利用分子標(biāo)記已鑒定出57個(gè)與劍葉角度相關(guān)的QTL，分布于水稻第10染色體之外的11條染色體上。第1至第9染色體上分別有9、6、6、4、6、6、6、4、4個(gè)，第11和12染色體上各有3個(gè)，這些QTL的貢獻(xiàn)率為4.49%～14.60%[4-12]。汪得凱等[13]從T-DNA插入轉(zhuǎn)基因株系的水稻突變體庫(kù)中分離得到一個(gè)所有葉角增大的突變體lla，并克隆了控制大葉角性狀的基因OsWRKY11。然而，除文獻(xiàn)[10]和[12]外，上述這些研究所使用的雙親(或突變體與野生型)之間的劍葉角度差異較小(7.58°～42.75°)，劍葉仍是上舉的，不適于雜交稻制種中大劍葉角度不育系的培育。此外，成株期所有葉角偏大的植株可能不利于光合作用。

汪得凱等[13]和金偉棟等[14]在研究太湖流域粳稻地方品種資源多樣性的過程中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具有特大劍葉角度(約150°)的粳稻品種A7444，表現(xiàn)為劍葉下伸，其余葉片均上舉，年度間性狀穩(wěn)定[14-15]。利用863B/A7444//863B組合的BC1F1群體，檢測(cè)出4個(gè)控制劍葉角度的QTL[12]。根據(jù)初定位結(jié)果，利用分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)技術(shù)構(gòu)建了以863B為遺傳背景、包含A7444qFla-2和qFla-8位點(diǎn)染色體片段近等基因系在內(nèi)的回交重組自交系群體[16]。本研究的目的是：1)精細(xì)定位qFla-8，提供與其緊密連鎖的兩側(cè)標(biāo)記，為通過MAS改良不育系的劍葉角度服務(wù)；2)篩選候選基因，為大劍葉角度等位基因的克隆、功能分析以及最終闡明這一農(nóng)藝性狀的遺傳代謝機(jī)理奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料為小劍葉角度的粳稻保持系863B、大劍葉角度的太湖粳糯稻地方品種A7444，以及863B為受體親本、A7444為供體親本衍生的BC3F3群體目標(biāo)基因區(qū)段雜合的單株自交產(chǎn)生的次級(jí)分離群體。863B是江蘇省雜交粳稻審定組合86優(yōu)8號(hào)(蘇種審字第363號(hào))的保持系，從孕穗到成熟劍葉角度變幅為10°～30°(圖1-A～C的左側(cè))，A7444是在823份太湖水稻地方品種資源中發(fā)現(xiàn)的粳糯稻品種，從孕穗到成熟劍葉角度變幅為120°～160°(圖1-A～C的右側(cè))。

1.2田間種植與目標(biāo)單株鑒定

863B、A7444和863B/A7444//863B組合的BC3F3群體的84個(gè)株系于2013年5月10日播種，6月11日移栽。863B和A7444各栽10行，84個(gè)株系各栽3行，每行8株。分蘗期利用SSR分子標(biāo)記鑒定84個(gè)株系中各單株的標(biāo)記基因型，從中篩選出僅在RM6215-RM8265區(qū)間段標(biāo)記基因型分離的8個(gè)株系用于進(jìn)一步定位。根據(jù)進(jìn)一步定位結(jié)果，鑒定目標(biāo)染色體區(qū)段雜合而其余區(qū)段均純合的863B基因型的大劍葉角度單株(圖1-C， CF14-3)。成熟期收獲68個(gè)目標(biāo)單株的自交種子(次級(jí)F2種子)。次級(jí)F2分離群體于2014年5月12日播種，6月16日移栽。次級(jí) F2分離群體正常生長(zhǎng)發(fā)育株數(shù)為4539。所有供試材料均種植于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江浦試驗(yàn)站水稻試驗(yàn)田。單本栽插，株距16.7 cm，行距20.0 cm。常規(guī)田間管理。

1.3性狀調(diào)查

劍葉角度測(cè)量方法：始穗期選取目標(biāo)單株的主莖穗(最高穗)，用量角器測(cè)量水稻劍葉葉片與穗軸之間的夾角(圖2)。863B和A7444各測(cè)量10株，以10株的平均值作為表型觀察值；分離群體以單株測(cè)量值作為表型觀察值。

1.4DNA提取和PCR擴(kuò)增

DNA提取采用Dellaporta等[17]的方法。

PCR擴(kuò)增采用10 μL反應(yīng)體系：DNA工作液1.0 μL，引物(2 pmol/μL)0.7 μL，10×緩沖液(無 MgCl2)1.0 μL，dNTP(2.5 mmol/L)0.2 μL，MgCl2(25 mmol/L)0.6 μL，Taq酶(5 U/μL)0.1 μL，ddH2O 6.4 μL。PCR反應(yīng)程序如下：95°C下預(yù)變性5 min；95°C下變性30 s，50°C～65°C退火30 s，72°C下延長(zhǎng)1 min，32個(gè)循環(huán)；最后72°C下延伸7 min。

電泳后的聚丙烯酰胺凝膠先用固定液(10%的酒精，0.5%的冰乙酸)固定10 min，ddH2O清洗兩次；再用0.2%的AgNO3溶液染色10 min，ddH2O清洗兩次；最后加入顯色液(1.5%的NaOH溶液，1%的甲醛)顯色，條帶清晰后終止顯色反應(yīng)，用數(shù)碼相機(jī)拍照并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.5SSR標(biāo)記篩選和InDel標(biāo)記開發(fā)

SSR標(biāo)記篩選：在公布的微衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.gramene.org/microsat)中查找初定位RM6215-RM8265區(qū)間中的引物。

A-863B(左)和A7444(右)孕穗期的劍葉角度，bar=5 cm； B-863B(左)和A7444(右)灌漿期的劍葉角度，bar=10 cm； C-863B(左)、CF14-3(中,863B近等基因系)和A7444(右)成熟期的劍葉角度，bar=10 cm。白色箭頭指的是劍葉角度。

A, Flag leaf angle of 863B (left) and A7444 (right) at the booting stage, bar=5 cm; B, Flag leaf angle of 863B (left) and A7444 (right) at the filling stage, bar=10 cm; C, Flag leaf angle of 863B (left), CF14-3 (middle， NIL of 863B) and A7444 (right) at the mature stage, bar=10 cm. Flag leaf angle was showed by the white arrows.

圖1863B和A7444不同生育期的劍葉角度

Fig. 1. Flag leaf angle of 863B and A7444 at different growth stages.

圖2水稻劍葉角度測(cè)量方法(左)及863B和A7444灌漿期劍葉角度(右)

Fig. 2. Measuring method (left) of flag leaf angle and the flag leaf angle of 863B and A7444 at the filling stage (right).

InDel標(biāo)記開發(fā)：比較日本晴和9311基因組的序列差異，在插入或缺失大于10 bp的位點(diǎn)處使用NCBI的在線Primer BLAST程序設(shè)計(jì)相應(yīng)的InDel引物(擴(kuò)增產(chǎn)物大小為100～300 bp)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)。

SSR引物和InDel引物均由金斯瑞生物科技有限公司(南京)合成。

1.6目標(biāo)區(qū)段縮短和候選基因預(yù)測(cè)

在BC3F3群體中選擇僅qFla-8所在區(qū)間(RM6215-RM8265)標(biāo)記基因型分離的8個(gè)株系共172個(gè)單株組成了一個(gè)小定位群體(POP1, 次級(jí)F2群休4539株中的一部分)。根據(jù)POP1群體的目標(biāo)區(qū)段9個(gè)分子標(biāo)記信息，利用IciMapping version 4.0軟件(www.isbreeding.net/)中的MAP程序構(gòu)建區(qū)段遺傳圖譜；然后結(jié)合POP1群體的劍葉角度表型數(shù)據(jù)，采用IciMapping version 4.0軟件中的完備復(fù)合區(qū)間作圖法進(jìn)行QTL定位，用以縮短qFla-8位點(diǎn)所在染色體區(qū)段。QTL檢測(cè)時(shí)，以3.0為L(zhǎng)OD閾值，當(dāng)估算得到的LOD值高于LOD閾值時(shí)即認(rèn)為在該位置處存在一個(gè)QTL，并估算相應(yīng)的加性效應(yīng)和貢獻(xiàn)率。

表1縮短qFla-8所在區(qū)間用到的SSR引物

Table 1. SSR primers used for further narrowing qFla-8 region.

引物名稱Primername正向引物(5'-3')Forwardprimer(5'-3')反向引物(5'-3')Reverseprimer(5'-3')產(chǎn)物長(zhǎng)度Productionlength/bpRM23021CTCAATGATGTTCTCGGCTTCCGCCACAACGGTCAAGTAAAGAGC200RM6215TTCAGCAGAGAGATGACGCAAGGGTACAAACCAGCCCTCCGAGACG190RM3153GTGTGATGGTGACGGATTACATGTGCCATGCTGCAGAATTTCCATGTTGG402RM3689CGTCAGCCGAAACTACTATCTAAACCGTTTCACTGCACTCTGGTTTGC293RM1309GAGGACACTGACGACAGCTTGGCGCGCAAATCATTAAGTTCAGG186RM3491GTGTTCTGATGTTCCCTCTCTGCCCAACAAGGACTCACATGTCTCG120RM8264TTCTACGGAATTTCTCCCTCTGGCTAATCAATCTCTCGCGTTCTTGG162RM8265TCGGCTGATCTGACCGTACATCCGTGCATGCAACCACCTCTTGG185RM5808GGGAGTAGGAGGGAGGGAGAAAGAGGCAGAACCAGCGAGGGAAACACC112

在對(duì)目標(biāo)區(qū)間進(jìn)行標(biāo)記加密后，根據(jù)目標(biāo)基因位點(diǎn)與分子標(biāo)記之間重組體單株數(shù)目，最終確定與目標(biāo)基因位點(diǎn)緊密連鎖的兩側(cè)分子標(biāo)記。通過查找NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)，將兩側(cè)分子標(biāo)記錨定于日本晴的具體染色體基因組位置，進(jìn)而預(yù)測(cè)候選基因。

2結(jié)果與分析

2.1qFla-8所在染色體區(qū)段存在兩個(gè)緊密連鎖的位點(diǎn)

利用POP1群體進(jìn)一步縮小控制劍葉角度qFla-8的標(biāo)記區(qū)間。為了確保qFla-8位點(diǎn)在檢測(cè)區(qū)間中，對(duì)完全包含RM6215-RM8265區(qū)間的RM23021-RM5808區(qū)間進(jìn)行標(biāo)記加密，利用較均勻分布在此區(qū)間的29對(duì)SSR引物對(duì)863B和A7444進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)，其中5對(duì)SSR引物在親本之間具有多態(tài)性，與RM23021、RM6215、RM8265和RM5808共9對(duì)標(biāo)記被用于qFla-8位點(diǎn)的進(jìn)一步分析。引物篩選結(jié)果如表1所示。

黑色箭頭表示qFla-8所在位置。

The black arrow indicatesqFla-8.

圖3第8染色體上qFla-8的遺傳解析

Fig. 3. Genetic analysis of qFla-8 on chromosome 8.

利用這9對(duì)SSR標(biāo)記分析POP1群體的172個(gè)單株，發(fā)現(xiàn)在qFla-8位點(diǎn)所在染色體區(qū)段內(nèi)存在兩個(gè)緊密連鎖的位點(diǎn)(圖3)，分別命名為qFla-8-1和qFla-8-2。qFla-8-1位于SSR標(biāo)記RM6215和RM3153之間，可解釋22.33%的表型變異，增效等位基因來源于863B；qFla-8-2位于SSR標(biāo)記RM1309和RM3491之間，可解釋23.81%的表型變異，增效等位基因來源于A7444。qFla-8-1所在區(qū)間段的物理距離是76 kb，qFla-8-2所在區(qū)間段的物理距離是460 kb。

2.2qFla-8-2的遺傳分析和精細(xì)定位

從qFla-8-2 單位點(diǎn)分離群體(4539株)中選取438株具有極大劍葉角度的單株(≥90°)，利用qFla-8-2的兩側(cè)標(biāo)記RM1309和RM3491分析這438個(gè)單株的標(biāo)記基因型，在這兩個(gè)標(biāo)記處共篩選到21個(gè)重組體單株，其中RM1309和qFla-8-2之間有13個(gè)重組體單株，而RM3491和qFla-8-2之間有8個(gè)重組體單株。進(jìn)一步對(duì)RM1309-RM3491區(qū)間進(jìn)行標(biāo)記加密，通過查詢SSR引物數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)現(xiàn)該區(qū)間存在12對(duì)SSR引物(引物名稱及序列未列出)，其中僅有2對(duì)SSR引物在863B和A7444間呈現(xiàn)多態(tài)；為此新開發(fā)了35對(duì)InDel引物，同樣只有2對(duì)在親本間有多態(tài)(表2)。利用這4個(gè)標(biāo)記分別對(duì)21個(gè)重組體單株進(jìn)行分析，結(jié)果表明RM23065和qFla-8-2之間有12個(gè)交換，Z5和qFla-8-2之間有9個(gè)交換，Z7和qFla-8-2之間有5個(gè)交換，RM23071和qFla-8-2之間有4個(gè)交換。因此，qFla-8-2位點(diǎn)被限定在InDel標(biāo)記Z7和SSR標(biāo)記RM23071之間，其間物理距離為67 kb(圖5-A)。

圖4單位點(diǎn)qFla-8-2 F2分離群體163個(gè)單株的劍葉角度分布

Fig. 4. Frequency distributions of the flag leaf angle of 163 plants in F2segregating generation of qFla-8-2 locus.

2.3 67 kb區(qū)間候選基因

基于日本晴序列的基因組注釋數(shù)據(jù)庫(kù)(National Center for Biotechnology Information，NCBI)的序列預(yù)測(cè)信息，在精細(xì)定位的67 kb基因組區(qū)間內(nèi)共包含3個(gè)候選基因，分別是Os08g0408200，Os08g0408300和Os08g0408500(圖5-B)。其中，Os08g0408200含有10個(gè)外顯子，編碼功能類似于GAMYB蛋白的WD40結(jié)構(gòu)域蛋白，在植物生長(zhǎng)發(fā)育以及細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方面具有重要作用；Os08g0408300含有1個(gè)外顯子，編碼一種假定蛋白；Os08g0408500含有1個(gè)外顯子，編碼APETALA2-like protein，在植物的抗逆性方面發(fā)揮重要作用。初步認(rèn)為Os08g0408200是大劍葉角度候選基因。

表2精細(xì)定位qFla-8-2所用SSR和InDel標(biāo)記

Table 2. SSR and InDel markers used for fine mapping of qFla-8-2.

引物名稱Primername正向引物(5'-3')Forwardprimer(5'-3')反向引物(5'-3')Reverseprimer(5'-3')產(chǎn)物長(zhǎng)度Productionlength/bpRM1309GAGGACACTGACGACAGCTTGGCGCGCAAATCATTAAGTTCAGG189RM23065CCACGAACTCTCCCTATATCTACTGCCGTGCACACCTGAAGAGTATGG135RM23071GTTCCGCCGTTGAGTGATGACCTCCTCAGTCCTCCCTCTCCTTCC287Z5GTCAAATCAGCTGGTTCAGTGATTTGACCTAACGATTGCGA200Z7ATCCACGTCACCCACAACTCCCCACGGAAAACCAAAACAT102RM3491GTGTTCTGATGTTCCCTCTCTGCCCAACAAGGACTCACATGTCTCG266

A-利用438個(gè)單株的作圖群體對(duì)qFla-8-2基因進(jìn)行的精細(xì)定位。黑色水平線下面的數(shù)字表示標(biāo)記與基因之間的交換單株數(shù)。B-qFla-8-2基因最終被縮到67 kb的DNA區(qū)段上。粗黑色箭頭代表的是預(yù)測(cè)基因。

A, Fine mapping ofqFla-8-2 genome region using mapping population with 438 plants. Numbers below the black horizontal line represent the numbers of recombinants between the marker and gene. B,qFla-8-2 was finally narrowed to a 67 kb DNA fragment. The thick black arrows mean predicted genes.

圖5qFla-8-2的圖位克隆

Fig. 5. Map-based cloning of qFla-8-2.

3討論

3.1與前人研究成果的比較

通過QTL分析將劍葉角度基因qFla-8-2定位于第8染色體長(zhǎng)臂靠近著絲點(diǎn)的位置，在InDel標(biāo)記Z7和SSR標(biāo)記RM23071之間67 kb的區(qū)段上，所在區(qū)間的物理圖譜為19,579,753 bp～19,644,684 bp。第8染色體上曾報(bào)道過3個(gè)與劍葉角度相關(guān)的QTL，分別位于RM4085-RM1111區(qū)間、XNpb187-XNpb56區(qū)間和CT195-G1073區(qū)間[6,8-9]。第一個(gè)標(biāo)記區(qū)間位于第8染色體短臂上，相應(yīng)的物理圖譜為4,472,206 bp～4,772,713 bp；后兩個(gè)標(biāo)記區(qū)間則位于第8染色體長(zhǎng)臂上，相應(yīng)的物理圖譜分別是22,469,139 bp～26,383,574 bp和20,677,675 bp～20,740,799 bp。這3個(gè)區(qū)間段均沒有出現(xiàn)和本研究定位的QTL區(qū)段相互交叉的部分，說明qFla-8-2是一個(gè)新的控制劍葉角度的基因。

3.2大劍葉角度基因在育種中的應(yīng)用

將性狀作為形態(tài)學(xué)標(biāo)記應(yīng)用于育種中早有報(bào)道。如白化轉(zhuǎn)綠突變體ysa成熟后其株高、分蘗數(shù)、有效穗長(zhǎng)度、結(jié)實(shí)率等主要農(nóng)藝性狀與野生型沒有明顯差異，將該白化轉(zhuǎn)綠性狀應(yīng)用到雄性不育系中作為葉色標(biāo)記，在苗期就可以剔除假的雄性不育株[18]。曹立勇等[19]將葉色標(biāo)記與不育系相結(jié)合，成功培育出中紫S。目前，借助于不斷發(fā)展的分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，國(guó)內(nèi)外不少研究者開展了水稻劍葉的研究，越來越多的劍葉角度QTL被鑒定出來。但大多數(shù)的QTL所控制的劍葉角度都很小，難以應(yīng)用于雜交稻制種中。本研究的qFla-8-2控制的劍葉角度在苗期、分蘗期與野生型相比并沒有表現(xiàn)出典型特征，但從孕穗期開始表現(xiàn)出劍葉下伸。利用與大劍葉角度性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記進(jìn)行鑒定，通過回交選育出大劍葉角度的保持系，繼而通過回交轉(zhuǎn)育為大劍葉角度的不育系，繁殖制種過程中可以免去割葉的程序，不僅節(jié)省繁殖制種勞力成本，而且有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化制種，提高效率。由于qFla-8-2位點(diǎn)是隱性，只要制種父本是小劍葉角度，配制的雜種一代的植株劍葉將是上伸的，理論上不會(huì)影響雜種一代優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，但可能會(huì)影響保持系的繁殖產(chǎn)量。

3.3葉角的遺傳機(jī)理

目前，已報(bào)道的關(guān)于葉角突變的遺傳機(jī)理主要與激素的生物合成或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)，相關(guān)機(jī)理可分為以下三種：一是葉枕近軸端處的細(xì)胞延長(zhǎng)。如d2突變體，為D2基因缺失型突變體。D2基因編碼一種細(xì)胞色素P450蛋白，該蛋白屬于CYP90超級(jí)家族，和擬南芥中參與油菜素內(nèi)酯合成酶的CPD蛋白具有高度同源性，類似于BR合成酶的作用。通過調(diào)控BR的生物合成，增加了葉枕近軸端的細(xì)胞長(zhǎng)度，使葉角度增大[20]。另一基因ILI1通過過表達(dá)功能類似擬南芥PRE1蛋白的一種HLH蛋白，增加了葉枕近軸端處的細(xì)胞長(zhǎng)度，促進(jìn)葉片向下彎曲[21]。二是增加葉枕近軸端處的細(xì)胞分裂。如位于第2染色體上的lc2基因，通過促進(jìn)與細(xì)胞分裂相關(guān)基因的表達(dá)，使葉枕近軸端處的細(xì)胞快速分裂，從而增大了葉片角度[22]。三是降低葉枕處的機(jī)械組織強(qiáng)度。如ila1基因，該基因的表達(dá)抑制了細(xì)胞分裂素的形成，導(dǎo)致葉枕部位機(jī)械組織變小，細(xì)胞壁主要成分纖維素和木聚糖的含量下降，葉枕處機(jī)械強(qiáng)度下降，導(dǎo)致葉夾角增大[23]。本研究通過精細(xì)定位，將控制劍葉角度的qFla-8-2限定于第8染色體InDel標(biāo)記Z7和SSR標(biāo)記RM23071之間67 kb的區(qū)段上，該區(qū)間包含3個(gè)預(yù)測(cè)基因，分別是Os08g0408200,Os08g0408300和Os08g0408500?；蚬δ茏⑨尡砻?，Os08g0408200基因編碼一種WD40結(jié)構(gòu)域蛋白，該蛋白和赤霉素(GA)的轉(zhuǎn)錄因子MYB具有相同的功能，在細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方面發(fā)揮重要作用，該基因最有可能是候選基因。

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Fine Mapping ofqFla-8-2 for Flag Leaf Angle in Rice

ZHU Chang-feng, LIANG Li-jun, ZENG Si-yuan, LI Tian-wei, DONG Guan-shan, HONG De-lin*

(StateKeyLaboratoryofCropGeneticsandGermplasmEnhancement,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China;*Correspondingauthor,E-mail:delinhong@njau.edu.cn)

ZHU Changfeng, LIANG Lijun, ZENG Siyuan, et al. Fine mapping of locusqFla-8-2 for flag leaf angle in rice. Chin J Rice Sci, 2016, 30(1): 27-34.

Abstract:To better understand the genetic mechanism regulating large rice flag leaf angle, qFla-8 detected previously was further fine-mapped and the candidate genes were predicted. Using a secondary segregating population, composed of 172 selfing individual plants with heterozygous region of target gene merely in BC3F3 population derived from the backcross between 863B (recipient parent) and A7444 (donor parent), genotypes of nine SSR markers in the interval of RM6215-RM8265 containing qFla-8 were identified. Combining the phenotypic data, chromosome segment containing qFla-8 was further narrowed and there are two closely linked loci, qFla-8-1 and qFla-8-2.qFla-8-1 was localized between RM6215 and RM3153, explaining 22.33% of phenotypic variation,and qFla-8-2 was localized between RM1309 and RM3491, explaining 23.81% of phenotypic variation. By developing insertion-deletion (InDel) markers, qFla-8-2 with higher additive effect was finally limited to 67 kb region between InDel marker Z7 and SSR marker RM23071,which contains three predicted genes, Os08g0408200 encoding WD40 domain containing protein similar to GAMYB-binding protein, Os08g0408300 encoding hypothetical protein and Os08g0408500 encoding APETALA2-like protein.

Key words:rice; flag leaf angle; QTL; fine mapping

文章編號(hào):1001-7216(2016)01-0027-08

中圖分類號(hào):Q343.1+5; S511.032

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

基金項(xiàng)目:國(guó)家863 計(jì)劃資助項(xiàng)目(2010AA101301)； 高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目(20130097110001)； 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(KYZ201202-9)。

收稿日期:2015-06-15； 修改稿收到日期: 2015-08-24。