基于水稻染色体片段代换系的粒形QTL鉴定分析
基于染色体片段代换系的水稻穗部性状QTL定位
收稿日期：２０１９ ０５ １２；修回日期：２０２０ ０７ １８基金项目：贵州省科技厅项目（黔教合ＫＹ字［２０１５］３３３）；中央高校基本科研业务费专项“创新团队”项目（ＸＤＪＫ２０１７Ａ００４）通讯作者：查仁明（１９６６—），男，博士，教授，主要从事作物遗传育种研究工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｒｍ１９６６＠１６３．ｃｏｍ．·研究简报·基于染色体片段代换系的水稻穗部性状ＱＴＬ定位杨旭东１，赵芳明２，罗洪发１，赵福胜１，潘清洁１，张治海１，查仁明１（１．贵州大学 农学院，贵州 贵阳 ５５００２５；２．西南大学 水稻研究所／农业部生物技术与作物品质改良重点开放实验室，重庆 ４００７１６）摘 要：水稻穗部性状与产量直接相关，筛选控制水稻穗部性状的基因对于水稻育种具有重要意义。
本研究以日本晴为母本，染色体片段代换系Ｚ１３４７为父本构建Ｆ２群体，用ＳＳＲ标记对穗长、二次枝梗数等穗部性状进行了ＱＴＬ定位。
结果表明：Ｚ１３４７的穗长和二次枝梗数均显著高于日本晴，但两者的一次枝梗数无差异；ＳＳＲ标记检测出５个ＱＴＬ，其分布于水稻第１、６、７和１１染色体上，其中与穗长相关的ｑＰＬ１、ｑＰＬ６、ｑＰＬ７和ｑＰＬ１１等４个ＱＴＬ，分别与ＲＭ５３８９、ＲＭ２１２６、ＲＭ６０６３和ＲＭ４５７连锁，与二次枝梗数相关的ＱＴＬ（ｑＮＳＢ７）与ＲＭ６０６３连锁。
５个ＱＴＬ中，ｑＰＬ１１和ｑＮＳＢ７可能为新的位点，可在后续试验中加强其遗传效应的研究，为进一步的分子辅助育种提供参考。
关键词：ＱＴＬ；染色体片段代换系；穗部性状；水稻中图分类号：Ｓ３３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０４５７（２０２０）０５－００７８－０４ 国际ＤＯＩ编码：１０．１５９５８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｄｎｙｓｗｘｂ．２０２０．０５．０１１ＱＴＬＭａｐｐｉｎｇｏｆＰａｎｉｃｌｅＴｒａｉｔｓＢａｓｅｄｏｎＲｉｃｅＣｈｒｏｍｏｓｏｍｅＳｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎＬｉｎｅｓＹＡＮＧＸｕｄｏｎｇ１，ＺＨＡＯＦａｎｇｍｉｎｇ２，ＬＵＯＨｏｎｇｆａ１，ＺＨＡＯＦｕｓｈｅｎｇ１，ＰＡＮＱｉｎｇｊｉｅ１，ＺＨＡＮＧＺｈｉｈａｉ１，ＺＨＡＲｅｎｍｉｎｇ１ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５００２５，Ｃｈｎａ；２．ＲｉｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＣｒｏｐＱｕａｌｉｔｙＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｉｃｅｐａｎｉｃｌｅｔｒａｉｔｓａｒｅｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｙｉｅｌｄ．Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇｏｕｔｔｈｅｇｅｎｅｓｔｈａｔｃｏｎｔｒｏｌｒｉｃｅｐａｎｉｃｌｅｔｒａｉｔｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｂｒｅｅｄｉｎｇｏｆｔｈｅｉｒｃｕｌｔｉｖａｒｓ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ＮｉｐｐｏｎｂａｒｅａｎｄｔｈｅｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｆｒａｇｍｅｎｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｌｉｎｅＺ１３４７ｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｆｅｍａｌｅｐａｒｅｎｔａｎｄｍａｌｅｐａｒｅｎｔｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅＦ２ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ．ＱＴＬｍａｐｐｉｎｇｏｆｐａｎｉｃｌｅｔｒａｉｔｓｏｆｐａｎｉｃｌｅｌｅｎｇｔｈ，ｎｕｍｂｅｒｏｆｐｒｉｍａｒｙｂｒａｎｃｈｅｓａｎｄｎｕｍｂｅｒｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙｂｒａｎｃｈｅｓｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｕｓｉｎｇＳＳＲｍａｒｋｅｒｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐａｎｉｃｌｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｂｒａｎｃｈｅｓｏｆＺ１３４７ｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆＮｉｐｐｏｎｂａｒｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｒｉｍａｒｙｂｒａｎｃｈｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｃｕｌｔｉｖａｒｓ．ＳＳＲｍａｒｋｅｒｓｄｅ ｔｅｃｔｅｄ５ＱＴＬｓｗｈｉｃｈｗｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｎｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ１，６，７，ａｎｄ１１．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，４ＱＴＬｓ（ｑＰＬ１，ｑＰＬ６，ｑＰＬ７，ａｎｄｑＰＬ１１）ｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｐａｎｉｃｌｅｌｅｎｇｔｈｗｅｒｅｌｉｎｋｅｄｔｏＲＭ５３８９，ＲＭ２１２６，ＲＭ６０６３ａｎｄＲＭ４５７，ｒｅ ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅＱＴＬｏｆｑＮＳＢ７ｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｂｒａｎｃｈｎｕｍｂｅｒｗａｓｌｉｎｋｅｄｔｏＲＭ６０６３．Ａｍｏｎｇｔｈｅ５ＱＴＬｓ，ｑＰＬ１１ａｎｄｑＮＳＢ７ｍｉｇｈｔｂｅｎｅｗｌｏｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｉｒｇｅｎｅｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｉｎｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄｄｅｓｉｇｎｂｒｅｅｄｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｔｒａｉｔｌｏｃｕｓ；ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓｅｇｍｅｎｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｌｉｎｅｓ；ｐａｎｉｃｌｅｔｒａｉｔ；Ｏｒｙｚａｓａｔｉｖａ．山地农业生物学报３９（５）：７８～８１，２０２０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｕｎｔａｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙ 水稻是全球最重要的粮食作物之一［１］，提高产量是水稻育种的重要目标。
利用染色体片段代换系定位水稻叶片形态性状QTL
1.1 供试材料 利用本实验室之前的一套以广陆矮 4 号为受体
亲 本 , 日 本 晴 为 供 体 亲 本 构 建 的 含 175 个 系 的
CSSLs[13], 从中选取 85 个染色体单片段代换系进行 水稻上三叶形态 QTL 定位。 1.2 试验方法
将这套染色体片段代换系和 2 个亲本, 2014 年 种植于扬州大学农牧场, 2015 年种植于扬州市槐泗 镇, 每个株系种植 4 行, 每行 10 株, 随机区组设计, 共 2 个重复。扬州大学农牧场施氮量为 300 kg hm–2, 槐泗镇的施氮量为 150 kg hm–2, 均按常规模式进行 田间管理。抽穗期调查水稻剑叶长(flag leaf length, FLL)、剑叶宽(flag leaf width, FLW)、倒二叶长(length of the second leaf from top, SLL)、倒二叶宽(width of the second leaf from top, SLW)、倒三叶长(length of the third leaf from top, TLL)和倒三叶宽(width of the third leaf from top, TLW), 用于 QTL 检测和效应分 析。
水稻叶部形态通常包括叶片的大小、叶倾角、 披垂度、卷曲度等。适当的叶面积既保证了群体的 光合面积又能改善水稻基部的受光面积, 因此, 提 高透光率是高产育种的主要目标之一。叶片长、宽 决定叶面积, 进而影响光合作用和群体透光率。因 此明确叶长、叶宽等性状的遗传机制可以为水稻高 产育种提供理论依据和技术支持。
本研究利用一套背景单一的染色体片段代换系 (chromosome segment substitution lines, CSSLs), 在 2014 年和 2015 年 2 个环境中调查水稻上三片功能 叶的叶长与叶宽性状, 共重复定位到 20 个控制叶形 的 QTL, 期望为水稻理想株型的建成, 培育优良水 稻品种提供重要遗传信息。
水稻株型相关性状的QTL分析
水稻株型相关性状的 QTL 分析
张 玲** 李晓楠** 王 伟 杨生龙 李 清 王嘉宇*
沈阳农业大学水稻研究所 / 农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳 110866
摘 要: 以南方籼型杂交稻恢复系泸恢 99 和北方粳型超级稻沈农 265 杂交衍生的重组自交系群体(recombinant inbred lines, RILs)为试验材料, 对株型性状(株高、穗长、分蘖和叶片性状)进行不同环境下的数量性状基因位点(quantitative trait locus, QTL)分析。共检测到 39 个相关 QTL, 分布在水稻第 1、第 2、第 3、第 6、第 7、第 8 和第 9 染色体上, LOD 值介于 2.50~16.90 之间, 有 11 个 QTL 能在两年中被检测到。株型相关的 QTL 在染色体上成簇分布, 主要分布于第 1、第 6 和第 9 染色体上, 这可能与株型性状间显著或极显著相关有关。其中, 在第 9 染色体上 RM3700B–RM7424 区间存在 1 个 QTL 簇, 含 4 个 QTL, 即 qPH9、qPL9、qFLL9 和 qSLL9, 这 4 个 QTL 在 2 年中均被检测到。此外, 进 一步鉴定出 5 个能稳定表达的 QTL, 其中, qPH8、qFLW6 和 qSLW6 效应较大。这些信息综合反映了株型相关性状遗 传的复杂性, 有助于更全面地了解和掌握株型性状的遗传基础。 关键词: 水稻: 株型性状: 不同环境: QTL 分析
2 结果与分析
2.1 RIL 群体及其亲本的株型性状表现 亲本间9个性状都存在显著差异, 与泸恢99相
群体中 151 个稳定株系作为试验材料。 1.2 田间试验
试验于 2012 年和 2013 年在沈阳农业大学水稻 研究所试验田进行, 4 月 18 日至 20 日育苗, 5 月 18 日至 20 日移栽, 151 个 RIL 株系, 每小区 3 行, 每行 10 株, 栽植的行株距为 30.0 cm×13.3 cm, 单苗插植, 其他管理与一般大田相同。
基于SSSL的水稻重要性状QTL的鉴定及稳定性分析
中国农业科学 2007,40(3):447-456Scientia Agricultura Sinica基于SSSL的水稻重要性状QTL的鉴定及稳定性分析赵芳明，朱海涛，丁效华，曾瑞珍，张泽民，李文涛，张桂权（华南农业大学农学院/植物分子育种广东省重点实验室，广州 510642）摘要：【目的】单片段代换系（SSSL）是通过高代回交和分子标记辅助选择构建的，只含有来自供体亲本的一个染色体片段，遗传背景与受体亲本相同的品系。
本研究的目的是利用SSSL检测不同环境条件下水稻重要性状的QTL。
【方法】以32个SSSL为材料，随机区组试验设计，在2～4个季节中对水稻22个重要性状的QTL进行分析。
【结果】共鉴定出59个QTL，分布于第1、2、3、4、6、7、8、10和11号染色体上。
其中的18个QTL能够在2次以上重复检出，稳定性较好的QTL占检出QTL的30.5%，大多数农艺性状的QTL效应较小、稳定性较差。
不同的性状，QTL稳定性不同，千粒重、粒长、谷粒长宽比、抽穗天数等性状的QTL较稳定。
稳定性好的QTL，不仅具有较大的加性效应，而且受环境影响较小。
【结论】利用单片段代换系可以有效地对水稻重要性状的QTL进行多年多季的稳定性分析。
水稻大多数重要农艺性状QTL的不稳定性，反映了水稻生长发育过程的可塑性，可能是通过栽培措施使水稻品种获得高产优质的重要遗传基础。
关键词：水稻；单片段代换系；数量性状基因座；农艺性状Detection of QTLs for Traits of Agronomic Importance and Analysisof Their Stabilities Using SSSLs in RiceZHAO Fang-ming, ZHU Hai-tao, DING Xiao-hua, ZENG Rui-zhen, ZHANG Ze-min,LI Wen-tao, ZHANG Gui-quan(Guangdong Provincial Key Laboratory of Plant Molecular Breeding, South China Agricultural University, Guangzhou 510642)Abstract: 【Objective】Single segment substitution lines (SSSLs) each with only single chromosome segment from a donorunder the same genetic background as the recipient were developed in rice by advanced backcrossing and molecular marker-assistedselection. Using the SSSLs, the QTLs for the traits of agronomic importance in rice were detected under different environmental conditions. 【Method】Detection of the QTLs controlling 22 important traits in rice was done with 32 SSSLs by the randomizedblocks design in 2-4 cropping seasons. 【Result】59 QTLs were detected and distributed on chromosomes 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10 and11, of which 18 QTLs were detected two times or more. Only 30.5% of the QTLs were detected repeat in different cropping seasons.Most of the QTLs of agronomic importance were of a little additive effects and instability. The QTLs controlling the traits such asgrain weight, grain length, ratio of length to width in grains and heading date were relatively stable. The stable QTLs usually hadlarger additive effects and were less affected by the environment. 【Conclusion】The QTLs for the traits of agronomic importancewere detected by SSSLs in rice and with high resolution under different environmental conditions. The instability of the QTLs maybe the basis of the variation of rice plants during growth and development. It would be the genetic basis for improving yield andquality in rice cultivars by farming methods.Key words: Rice; Single segment substitution line; Quantitative trait locus; Agronomic trait收稿日期：2006-03-13；接受日期：2006-08-16基金项目：国家自然科学基金重点项目（30330370）资助作者简介：赵芳明（1972-），男，山西宁武县人，博士，研究方向为水稻遗传育种。
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL水稻是世界上最重要的粮食作物之一，而水稻籽粒的形状与大小对其产量与品质具有重要的影响。
水稻籽粒的长宽比是籽粒形状的重要参数之一，对水稻的产量和品质有着重要的影响。
通过利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL，可以为水稻的品种改良与种质创新提供重要的理论依据与技术支持。
本文将对利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL的研究进行综述和分析，以期为水稻品种改良与产量提高提供一定的参考价值。
水稻籽粒长宽比QTL的重要性水稻籽粒的长宽比是指水稻籽粒长度与宽度的比值，是描述水稻籽粒形状的重要参数之一。
长宽比大小会影响水稻籽粒的形状，进而影响籽粒的外观、储粮性、加工性和食味等品质特征。
过大的长宽比会使得水稻籽粒变得纤细细长，较长的籽粒易发生折断，而过小的长宽比则会导致水稻籽粒显得较短粗，从而影响籽粒的外观以及产量。
合适的水稻籽粒长宽比对水稻的产量和品质具有重要的影响。
重测序染色体片段代换系（resequencing-based chromosome segment substitution lines, CSSLs）是通过分子标记辅助选择在两亲本之间加强子交换的代换系，是利用现代分子生物学技术构建的高分辨率的群体。
CSSL群体的构建可以加速QTL定位，提高定位精度，为研究种质创新和分子育种提供了有力的工具。
在水稻籽粒长宽比QTL的研究中，利用CSSL群体可以实现引种基因效应的解析和水稻籽粒形状形成的遗传基础研究。
通过比较不同的CSSL群体，可以精确地定位和解析水稻籽粒长宽比相关的QTL，为后续的分子育种和种质创新提供了重要的信息。
近年来，国内外学者们通过构建CSSL群体，利用重测序技术和分子标记技术对水稻籽粒长宽比QTL进行了深入的研究与分析。
通过这些研究，已经发现了一系列影响水稻籽粒长宽比的QTL，并对这些QTL在水稻籽粒形状形成中的作用进行了初步的解析。
水稻染色体单片段代换系农艺性状分析及QTL定位的开题报告
水稻染色体单片段代换系农艺性状分析及QTL定位的开题报告一、研究背景与意义:水稻作为我国重要的粮食作物之一，具有广泛的种质资源和复杂的农艺特性。
水稻的染色体结构复杂，由24条染色体组成，其中包含大量的农艺性状基因。
因此，掌握水稻染色体的分子机制和农艺性状基因的遗传规律对于水稻品种选育和改良具有非常重要的意义。
近年来，通过分析不同水稻品种的DNA序列，发现了许多与农艺性状相关的基因片段，但如何将这些片段对特定性状的表达进行解析仍然存在一些难点。
因此，需要建立种属资源体系并通过不同水平的群体遗传学与分子性状分析来揭示水稻性状基因的遗传规律。
在这个基础上，可通过定向选择和育种结合来更好地开发和利用水稻品种资源。
二、研究内容:本研究选用水稻的染色体单片段代换系，通过对比代换系和野生型的差异，分析代换系的农艺性状，构建性状表型和分子标记遗传地图，并运用QTL分析方法寻找到和性状相关的基因片段。
具体研究内容如下：1.选取水稻染色体单片段代换系，克隆其中代换的染色体片段，并进行基因组重测序，获得代换系和野生型之间的基因组学差异。
2.通过对比代换系和野生型在不同条件下（氮素吸收、光照、病虫害等）的表现，评估代换系在不同农艺状况下的表型差异，找到与代换的染色体片段相关的农艺性状基因。
3.构建性状表型和分子标记遗传地图，绘制染色体位点图，明确代换系和野生型之间基因极化的区域和位置，并研究基因间的遗传关系（包括连锁和连锁解除）。
4.利用QTL分析方法确定和性状相关的基因片段及其遗传效应，对性状相关的片段进行克隆，并确定其作用机制。
三、研究方法:1.选取适宜的水稻染色体单片段代换系根据已有文献的介绍，选取经过反复育种和筛选，已具有稳定代换的水稻单片段代换系，建立一个可控制的实验体系。
2.基因组DNA提取，测序和比对提取野生型和代换系的基因组DNA，对其进行不同水平的测序，比对差异，确定代换系和野生型之间基因组学差异。
3.性状测定和分析根据预设实验样品和不同农艺条件下的性状表现，进行性状测定和统计分析。
利用染色体片段置换系群体检测水稻叶片形态QTL
利用染色体片段置换系群体检测水稻叶片形态QTL周丽慧;王才林;赵春芳;赵凌;张亚东;朱镇;陈涛;赵庆勇;姚姝;于新【期刊名称】《中国水稻科学》【年(卷),期】2013(27)1【摘要】水稻叶片的形态改良是水稻株型育种和产量育种的重要目标之一.以9311/日本晴染色体片段置换系(CSSLs)群体为材料,定位了上3叶叶片长、宽、叶面积共9个性状QTL,分析了叶片性状与产量性状之间的相关性,同时定位了主穗重及产量构成因素(颖花数、千粒重、结实率)相关QTL.结果表明,CSSLs群体的叶片性状之间存在显著或极显著相关性；叶片性状与主穗重呈显著或极显著正相关,与主穗颖花数呈极显著正相关；叶片形态多数性状与结实率、千粒重没有显著相关性.两年共定位到20个叶片性状QTL,分布于第1、3、4、5、6、9、11共7条染色体的10个区间,贡献率为3.82％～14.61％,其中贡献率大于10％有6个,多个QTL 成簇分布在相同区间,3个QTL在两年间重复检测到,8个QTL为前人未报道的新位点.两年共检测到16个与控制主穗产量相关的QTL,分布于第1、2、3、5、7、8、10共7条染色体13个区间,其中有7个主穗产量相关QTL所在5个区间与叶片形态14个QTL所在区间一致.%The morphological characteristic is one of profitable targets in rice promotion of plant type and yield. A populationof chromosome segment substitution lines (CSSLs) derived from backcross between indica recipient 9311 and japonica donar Nipponbare was employed to map quantitative trait loci for the top three leaf size (I. E. , leaf length, width and area) and main panicle yield (I. E. , spikelet number of main panicle, 1000-grain weight of main panicle, seed setting rate of mainpanicle, main panicle weight), and analyzed their correlation between leaf and yield traits. Correlation analysis revealed that there were significant correlation among traits of leaf size in CSSLs population. Traits of leaf morphology were significantly positively correlated with main panicle weight. Most of traits of leaf morphology had no correlation with seed setting rate, 1000-grain weight. A total of 20 QTLs for the top three leaf size were located at 10 regions on 7 chromosomes except for chromosomes 2, 7, 8, 10 and 12 in two years, with explained phenotypic variations ranging from 3. 82% to 14. 61% and that of six ones were above 10%. Various QTLs were distributed in cluster, and three QTLs were detected in both two years. Furthermore, eight QTLs were novel QTL, comparing with the other mapping results. A total of 16 QTLs for the traits of main panicle yield were detected at 13 regions on 7 chromosomes of 1, 2, 3, 5, 7, 8 and 10 in two years, and 5 regions were in common with QTLs of leaf morphology and yield.【总页数】9页(P26-34)【作者】周丽慧;王才林;赵春芳;赵凌;张亚东;朱镇;陈涛;赵庆勇;姚姝;于新【作者单位】江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所/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,江苏南京210014【正文语种】中文【中图分类】Q943.2;S511.034【相关文献】1.利用染色体片段置换系群体检测水稻产量相关性状QTL [J], 周丽慧;张亚东;朱镇;陈涛;赵庆勇;姚姝;赵凌;赵春芳;于新2.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 [J], 徐建军;赵强;赵元凤;朱磊;徐辰武;顾铭洪;韩斌;梁国华3.利用染色体片段代换系定位水稻叶片形态性状QTL [J], 周勇;陶亚军;姚锐;李畅;谭文琛;裔传灯;龚志云;梁国华4.利用粳稻染色体片段置换系群体检测水稻抗亚铁毒胁迫有关性状QTL(英文) [J], 万建林;翟虎渠;万建民;安井秀;吉村淳5.利用染色体片段置换系(CSSLs)群体检测水稻剑叶形态性状QTL [J], 王智权;刘喜;江玲;杨超;刘世家;陈亮明;翟虎渠;万建民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于染色体片段置换系群体检测水稻株型性状QTL
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2022, 48(5): 1141 1151 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9 E-mail:***************本研究由国家自然科学基金项目(31860373)和江西省“5511”优势科技创新团队项目(20165BCB19005)资助。
This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31860373) and the “5511” Superior Science and Technology Innova-tion Team Project of Jiangxi Province, China (20165BCB19005).*通信作者(Corresponding authors): 朱昌兰,E-mail:*******************;孙晓棠,E-mail:***************第一作者联系方式:E-mail:***************Received (收稿日期): 2021-04-07; Accepted (接受日期): 2021-09-09; Published online (网络出版日期): 2021-10-15. URL: https:///kcms/detail/11.1809.S.20211014.2314.006.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.12024基于染色体片段置换系群体检测水稻株型性状QTL王小雷 李炜星 欧阳林娟 徐 杰 陈小荣 边建民 胡丽芳 彭小松 贺晓鹏 傅军如 周大虎 贺浩华 孙晓棠* 朱昌兰*江西农业大学 / 作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室 / 江西省超级稻工程技术研究中心, 江西南昌 330045摘 要: 株型是由多个形态和生理性状集成的复合性状, 它与水稻产量密切相关。
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的粮食作物之一，也是许多人口国家的主要粮食作物。
水稻籽粒的长宽比对于籽粒形态和产量的调控具有重要的作用，因此对水稻籽粒长宽比的调控机制进行研究对于水稻的遗传改良和品种选育具有重要的意义。
近年来，利用重测序技术对水稻的染色体片段进行代换，结合群体定位技术，已经取得了一系列水稻籽粒长宽比的数量性状位点（QTL）的鉴定，为水稻籽粒长宽比的调控机制研究提供了新的途径和手段。
本文主要介绍了利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL的研究进展。
首先介绍了水稻籽粒长宽比的研究意义和调控机制的复杂性，然后介绍了重测序技术和染色体片段代换系群体定位技术的原理和方法，最后总结了相关研究取得的成果，并展望了未来的研究方向和应用前景。
一、水稻籽粒长宽比的研究意义和调控机制水稻籽粒的长宽比是指籽粒长度与宽度的比值，是影响籽粒形态和产量的重要性状之一。
籽粒长宽比的大小直接影响着籽粒的外观和品质，较大的长宽比往往意味着较长的籽粒，而较小的长宽比则意味着较宽的籽粒。
水稻籽粒的长宽比既受遗传因素的影响，也受环境因素的影响，因此对籽粒长宽比的调控机制进行研究有助于揭示水稻籽粒形态发育的遗传基础和环境调控机制，为水稻产量和品质的改良提供理论基础和遗传资源。
水稻籽粒长宽比的调控机制非常复杂，受到多个遗传因素的共同作用。
已经鉴定出了一些水稻籽粒长宽比的数量性状位点（QTL），但仍有许多QTL尚未发现和验证，而且不同环境和不同遗传背景下的水稻籽粒长宽比的QTL可能存在差异，因此需要开展更深入和系统的研究。
二、重测序技术和染色体片段代换系群体定位技术随着二代测序技术的快速发展，重测序技术成为了水稻基因组研究的重要工具。
重测序技术可以高效、快速地获取大量的基因组数据，为水稻的遗传改良和品种选育提供了丰富的基因资源和遗传信息。
重测序技术还可以用于染色体片段代换系群体的构建和群体定位分析，从而实现对水稻数量性状的QTL的鉴定和定位。
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL【摘要】本研究利用重测序染色体片段代换系群体成功定位水稻籽粒长宽比QTL，通过基因组重测序和SNP分析确定了候选基因，并进行了功能验证实验。
结果揭示了水稻籽粒长度和宽度相关基因，为水稻籽粒品质改良提供了重要信息。
研究背景指出水稻籽粒长宽比是决定籽粒形状和品质的重要因素，研究目的是揭示相关基因。
研究意义在于为水稻品质改良和种质创新提供了理论依据，并为其他作物的籽粒形状研究提供了借鉴。
本研究深化了对水稻籽粒大小调控的了解，为农业生产提供了重要的遗传资源。
【关键词】水稻、重测序、染色体片段代换系、QTL、籽粒长宽比、基因定位、功能验证、基因鉴定、品质改良、SNP分析.1. 引言1.1 研究背景水稻（Oryza sativa）是世界上最重要的粮食作物之一，为全球数十亿人口提供主要粮食来源。
水稻籽粒产量和品质是影响水稻产量和质量的重要因素之一，而水稻籽粒长宽比作为水稻籽粒形态的一个重要指标，直接影响水稻产量和品质。
研究水稻籽粒长宽比的调控机制对于水稻生产具有重要意义。
过去的研究表明，水稻籽粒长宽比受多个基因共同控制，是一个复杂的遗传性状。
目前尚未完全解析水稻籽粒长宽比的遗传调控网络，也缺乏有效的分子标记用于水稻籽粒长宽比的选育和改良。
利用高通量测序技术和生物信息学分析手段，深入挖掘水稻籽粒长宽比的遗传调控网络，对于水稻品种改良和稳定提高水稻产量至关重要。
本研究旨在利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比的QTL，并进一步揭示水稻籽粒长宽比相关基因的功能和调控机制，为水稻籽粒品质改良提供重要的理论基础和实践指导。
通过本研究，有望为水稻产量和品质的提高提供科学依据，促进水稻生产的可持续发展。
1.2 研究目的本研究的目的是利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比的数量性状位点（QTL），从而深入解析水稻籽粒长度和宽度的遗传基础。
我们希望通过基因组重测序和SNP分析，揭示与水稻籽粒长宽比相关的候选基因，进一步通过功能验证实验验证这些候选基因的功能。
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形性状 Ｑ Ｌ进行鉴定分析， Ｔ 旨在为水稻粒形性状相关 Ｑ Ｌ的 Ｔ 精细定位 、 克隆及分子标记辅助选择提供理论依据。
１ 材 料 与 方 法
１ １ 材 料 ．
１ Ｑ Ｌ在 Ｅ 和 Ｅ 个 Ｔ ｌ ３中都能检测到。 ３个 Ｑ Ｌ的加性效 应 有 Ｔ
表现 为 减 效 作 用 ， 性 效 应 值 为 一Ｏ １ 加 ． １一 一０ ２ ， 外 ．２ 另
水稻粒形是影响水稻产 量的重要 因素， 也是衡 量稻米外 观品质 和商品稻米分类 的重要指 标 ， 蒸煮和加 工品质等性 对
状也 有 重 要 影 响 。 大 量 研 究 表 明 ， 稻 粒 形 性 状 受 多 基 因控 水
制， 属于典 型的数量性状 。林 鸿宣 等应用 Ｒ Ｌ Ｆ Ｐ标记对 籼稻
ｐａｔ ｅｇｔ ｔｄｆｒｎ ｅｅ ｐ ｎａ ｓ ｅ ｎ ｍ ｉ （ ｅ ｙ ｌｎ ｈ ｉ ｉｅｅｔｄｖｌ ｍｅｔ ｔ ｓｉ ａｚ Ｚａ ｍａｓ ｈａ ｆ ｏ ｌ ａ ｇ ｅ
Ｌ ） Ｊ ．Ｃ ｉｅｅＳｉｎｅＢ ｌ ｔ ，０ ３４ （３ ：６ １— ６ ７ ＿ ［ ］ ｈｎｓ ｃ ｃ ｕｌ ｉ ２ ０ ，８ ２ ） ２０ ２ ０ ． ｅ ｅｎ
『 ］ ｏａ ｂ ．Ｔ ｅｅｔ ｔ ｎｏ ａ ｉ ａ ｅ ｏ ｅ ｍ ｉａｉ ａ ８ Ｋ ｓ ｍ ｉ Ｄ ｈ ｓ ｍａ ｏ ｆ ｐｄｓ ｎ ｅｆ ｍ ｒ ｏ ｂｎ ｔ ｎｖ ｌ Ｄ ｉ ｉ ｍ ｔ ｒ ｅ ０ —
穗 位高 Ｑ Ｌ定位 ［ ］ 作物学报 ， ０ ，３ ２ ： １ ３ ． Ｔ Ｊ． ２ ７３ （）３ — ４ ０ ４
ｈ ｉｈ ｙ ｍｏ ｅ ｕ ａ ｒ ｋ ｒ ｓｎ ｏ ｕ ａ ｉｎ ｏ ｅ ｏ ｅ ｓ ｔｂ ｌ ｃ ｌ ｒ ｍａ ｅ ￥ｕ ｉ ｇ ａ ｐ ｐ ｌｔｏ ｆｒ ｃ ｍｂｉａ ｔｉ — ｎ ｎ ｎ
［Ｏ］ ｎＪＢ，ａｇＨ， ｕｎ ｅ ａ．Ｄ ｎｍｉ ａ ａ ｓｓｏ Ｔ ｒ １ Ｙａ Ｔ ｎ Ｈ ａｇＹ Ｑ，ｔ １ ｙ ａ ｃ ｎ ｙｉ ｆＱ Ｌ ｆ ｌ ｏ
行 了研 究 ， 检 测 到 一 些 与 粒 形 相 关 性 状 的 Ｑ Ｌ 均 Ｔ 。Ｈｕｎ ａｇ等
在对籼粳交后代的 Ｄ Ｈ系用 １６个 Ｒ Ｌ ４ Ｆ Ｐ分子标记进行分析 ， 发现有 ｌ ２个 Ｑ Ｌ控制粒长、 Ｔ 粒宽和长宽 比， 这些位点分别 位 于第 １２ ３ １ 色体上 Ｊ … ０染 。林荔辉等 以２个 籼稻品种 Ｉ ５ － ９ Ｉ ３ 和 Ａ ｃ５８为亲本杂交建立的重组 自交 系群体及相应的分子 ｃ８５ 标记连锁图 ， 对水稻粒 长、 粒宽和粒重进行 了 Ｑ Ｌ定位分析 ， Ｔ 检测到 １ ５个 与 粒 长 有 关 的 Ｑ Ｌ和 １ Ｔ ７个 与 粒 宽 有 关 的
［４］ １ 徐德林 ， 蔡一林 ， 吕学高 ， 等．玉米株型性状 的 Ｑ Ｌ定位［ ］ Ｔ Ｊ ．玉
米 科 学 ，０ ９，７ ６）２ ２０ １ （ ：７—３ ． １
［５ 于永涛 ， １］ 张吉 民， 石云素 ， 利 用不 同群 体对玉米株 高和 叶片 等．
夹角的 Ｑ Ｌ分析［ ］ Ｔ Ｊ ．玉米科学 ，０６，４ ２ ：８— ２ ２０ １ （ ） ８ ９ ． ［６ Ｅｉ ｂｔ Ｍａ ａＡ Ｃ， ｉｒ ｇｌ Ｌ，ｔ １ ｌｓｃ ｅ ｅｃａｄ １ ］ ｌａｅｔ Ｆ， ｒ Ｐｅａ ｅ ｅ ．Ｃａｓ ａ ｇｎｔ ｓ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｉｌ ｉｎ
粒 形 Ｑ Ｌ进 行定 位分 析 ， 特 三矮 ２号／ Ｂ １８和 外 引 ２号／ Ｔ 在 Ｃ １２
甚至克隆。但是 ， 目前对水稻等 白花授粉作物进行 Ｑ Ｌ定位 Ｔ 的常用群体有 Ｆ／ ，Ｂ １ Ｄ Ｆ ， Ｃ 、 Ｈ和 ＲＬ等 ， Ｉ 由于遗传 群体 的局 限性 ，Ｔ Ｑ Ｌ之间存在较为复杂的互作 ， 有些 Ｑ Ｌ的遗 传率低 ， Ｔ 对表型效应 贡献小 的 Ｑ Ｌ常 不能被 准确 鉴定 出来 ， 得 对 Ｔ 使 Ｑ Ｌ数 目的估计偏少 ， Ｔ 而对 Ｑ Ｌ效应估 计偏 高 ， Ｔ 因此对 Ｑ Ｌ Ｔ 定位存在精确性不高 ， 定位 缺乏准确性 的缺点。为 了更确 切
［］ ５ 高世斌 ， 赵茂 俊， 兰 ［ 兰进好 ， ６］ 褚
‘
海， 等．玉米雄穗分枝数与主轴 长的 Ｑ Ｌ鉴 Ｔ
［２］ 晓军 ， １ 杨 路 明 ， 张世煌 ， 等．玉 米株 高 和穗位 高 的 Ｑ Ｌ定 位 Ｔ ［］ Ｊ ．遗传 ，０ ８３ （ １ ：４ ７—１ ８ ． ２０ ，０ １ ） １７ ４６ ［ ３ 张志明 ， １］ 赵茂俊 ， 荣廷昭 ， 等．玉米 Ｓ Ｒ连锁 图谱构建 与株高及 Ｓ
ｑ ａ ｔ ａ ｉｅ ｔａ ｔ ｏ ｉａ ａ ｙ ｅ ｆｈ ｔｍｓｓ ｉ ｉｅ ｈ ｂ ｄ ｂ ｔ ｅ ｎ ｕ ｉ ｔ ｒｉ ｃ ｌ ｓ ｓｏ ｅ ｅ ｉ ｎ ａ ｍａｚ ｙ ｒ ｅ ｗ ｅ ｎ ｔ ｖ ｌ ｎ ｉ
ｕｓ Ｊ ．Ａ ｎｌ ｏ ｕｅ ｉ ，９ ４，２ １２—１５ ｅ［ ］ ｎ ａ ｆ ｇｎｃ １４ １ ：７ ｓ Ｅ ｓ ７．
Ｑ Ｌ 。黎毛毛等 以粳 稻 Ｄ １ ５和 粳稻 Ｘ ０ ５杂交 获得 的 Ｔ Ｌ１ Ｌ０
基金项 目： 国家基础研究发展规划项 目（ 编号 ：０５ Ｂ ２ ８７ 。 ２０ Ｃ １ ００ ）
Ｆ 代的 ２０个单株为作 图群体 ， ２ ０ 采用 复合 区 间作图法 ， 测 检
到 ３个粒 长 ＱＩ 、 粒 宽 Ｑ Ｌ４个 粒 厚 Ｑ Ｌ和 ４个 谷 粒 长 ， ２个 ’ Ｌ Ｔ、 Ｔ
作 者简介 ： 李生强（９ ８ ） 男 ， １７ 一 ， 新疆 木垒人 ， 士研究生 ， 博 主要从事 水稻遗传研究。Ｅ—ｍａ ： ｓｙ ｅ＠１３ ｃｌ。 ｉ ｌｑｕ ｒ ６ ．ｏａ ｌｉ
通信作者 ： 国华 ， 究 员 ， 士 生导 师 ， 要 从事 水稻 遗 传研 究。 梁 研 博 主
Ｔ ｌ（ ５ ４） ７ ７ １ ８ ｅ ： Ｏ ｌ ８ ９ ２ ３ ；Ｅ—ｍ ｉ ｒ ｅ ｂ ｙｕ ｅ ｕ ｃ 。 ａｌｉ ｇ ＠ ｚ ． ｄ ． ｎ ：ｅ
Ｑ Ｌ 将 Ｑ Ｌ更加准确地定位于染色体物理 图谱 的实际位置 ， Ｔ， Ｔ 发展新的遗传群体 如近等基 因系和代 换系对 Ｑ Ｌ的精确作 Ｔ 图将是必不可少 的…。染 色体片段 代换 系是用于 Ｑ Ｌ分析 Ｔ
的重 要 试 验 材料 ， 而逐 渐 受 到 研 究 者 的重 视 。 因
收 稿 日期 ：０ ０— ５— １ ２ １ ０ ３
ｅｐｒ ｅ ｔ ｎ ａｕａ ｐｐ ｌｔｎ ［ ］ ｅ ｏ ｅ， ９７， （ ： ｘｅ ｍ ｎａ ａ ｄｎｔｒ ｏｕａｉ ｓ Ｊ ．Ｇ ｎｍｉ １ ８ １ ２） ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ
１４ —１ ． ７ ８１
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宽 比 Ｑ Ｌ， Ｔ 分别位 于第 ２ ３５ １ … ２染色体上 。 本研究 以所构建的基于粳稻 品种 日本 晴为遗传背 景 ， 广 陆矮 ４号为供体亲本的染色体 片段代换 系群体为材料 ， 对粒
２ ｏ ，３ １ ） １２ ０ ７ ２ （ ２ ：５ ７—１ ３ ． ５ ６
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定 ［］ Ｊ ．遗 传 ，０ ７ ２ （ ） １ １ ２０ ，９ ８ ：０ ３—１１ ． ０７
栋 ．玉米株高 和穗位 高遗传 基础 Байду номын сангаас Ｑ Ｌ剖析 ［ ］ Ｔ Ｊ．
遗传 ，０ ５ ２ （ ）９ ５— ３ ． ２ ０ ，７ ６ ：２ ９ ４ ［］ ７ 曹永国 ， 王国英 ， 王守才 ， 等．玉米 Ｒ Ｌ Ｆ Ｐ遗传 图谱 的构建及矮 生 基因定位［ ］ Ｊ ．科学通报 ，９ ９， ２ ） ２７ ２ ８ ． １９ ４ ０ ：１ ８— １２ ４（
关键词 ： 水稻 ； 染色体片段代换系 ； 粒形 ； Ｔ ＱＬ
中 图分 类号 ： ５ １０ ｓ １ ．１ 文献 标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ２—１０ （０ １ ０ ０ ２ ０ １０ ３ ２ ２ １ ）２— ０ ５— ４
作 物 的 大多 农 艺 性 状 都 属 于 数 量 性 状 ， 由多 个 数 量 性 状 基 因座 位 （ ｕｎｉ ｔｅｔ ｉｌｃｓＱ Ｌ 控 制 ， 重 要 农 艺 性 状 ｑａｔａ ｖ ａ ｕ ，Ｔ ） ｔ ｉ ｒ ｔｏ 对 Ｑ Ｌ鉴定 和定 位 研 究 是遗 传 改 良的 基础 。 随着 分 子 标 记 技 术 Ｔ 的不 断 发展 ， 一些 作 物 的 重 要 农 艺 性 状 Ｑ Ｌ被 鉴 定 和 定 位 ， Ｔ
ｂｅ ｎｓｉ ｉ ｅ Ｊ ．Ｅ ｐ ｙｉ ，０ ７ １５：１ ｒｄｌ ｅ ｍａ ［ ］ ｕ ｈｔ ａ２ ０ ，５ ｌ７—１４ ｉ ｎ ｚ ｅ ２． ［ ８ 刘建超 ， 群 ， １］ 褚 蔡红光 ， ．玉米 Ｓ Ｒ连 锁图谱构建 及叶面积 等 Ｓ
［ １ Ｙ ｎ ，ｈ ， ｌａ ｓＲ Ｗ．Ｍ ｐｉｇｔｅｇｎ ｔ ｒｈｔ ｔｒ ｏ １ ］ ａｇＪ Ｚ ｕＪ Ｗｉｉ ｌ ｍ ａｐｎ ｅｅｉ ａ ｉｃｕｅ ｆ ｈ ｃ ｃ ｅ ｃｍ ｌ ｒ ｔ ｉ ｘｅｉ ｎａ ｏｕａｏ ｓ［ ］ Ｂｏ ｆｒ ｔ ｓ ｏ ｐｅ ｔｉ ｎ ｐ ｒ ｔ ｐｐ ｌ ｎ Ｊ ． ｉｉ ｏｍａｅ ， ｘ ａ ｓ ｅ ｍｅ ｌ ｉ ｔ ｎ ｉ
地 分 析 Ｑ Ｌ的 遗 传 基 础 、 详 细 地 从 分 子 水 平 分 析 单 个 Ｔ 更
Ｃ １２ Ｂ １８２个群体 中分别检测 出 １ ４个和 １ ３个 Ｑ Ｌ 均有 ５个 Ｔ， 控制粒长 ， 分别 位 于第 １ ７ ８ １ 、 、 、０和第 ２、 、 、 、 ０染 色体 ３６７ １ 上 。随后 ， 多研究 者利用 不 同作 图群 体 ， 很 对水 稻粒形 进
的 ＱＬ Ｔ 定位 ［］ 遗传 ，００３ （ ）６５— ３． Ｊ． ２１ ， ６ ： ２ ２ ６１