水稻穗顶部退化突变体L-05261的遗传分析及qPAA8的精细定位

摘要

水稻秃尖现象是由顶端小穗退化造成的,由此带来单穗粒数减少,单株产量降低,从而严重影响水稻单产。水稻穗顶部退化突变体L-05261来自于水稻组织培养后代,穗顶部明显退化,且稳定遗传。本研究在对L-05261水稻穗顶部退化性状遗传分析的基础上进行了QTL分析,发现了位于第3、第5和第8染色体上的3个QTL qPAA3、qPAA5、qPAA8,构建了用于定位3个QTL的亚群体,并最终对qPAA8进行了精细定位。主要研究结果如下:
　　 1.水稻穗顶部退化突变体L-05261是一个含有T-DNA插入的日本晴转基因株系,由于该突变表型与T-DNA插入片段不连锁,推测该表型可能来源于组织培养过程中的突变。通过DAB染色发现,退化小穗表现棕褐颜色,而正常小穗不着色,表明退化小穗有过氧化氢产物积累。
　　 2.利用2个非穗顶部退化品种和2个轻微穗顶部退化品种与L-05261杂交所得F1植株稻穗顶部均呈现穗退化表型,F2群体的小穗退化率均呈连续分布,但表型偏向非穗退化亲本。在组合L-05261×IRAT129 F2群体中,顶部小穗退化与非退化单株的比例适合63:1；同一组合的BC1F1回交群体中,顶部小穗退化与非退化植株比例接近7:1。表明穗顶部小穗退化表型受3对或3对以上显性或部分显性基因控制。
　　 3.调查了组合L-05261×IKAT129 F2群体182个随机单株的穗顶部小穗退化率,并对数据进行了反正弦转换。运用WinQTLCart2.5软件进行QTL分析,发现阈值LOD>2.5且来自于L-05261的QTL有4个,分别是位于3、4、5、8染色体上的qPAA3、qPAA4、qPAA5、qPAA8,合计可以解释46.32％的表型变异。
　　 4.对于组合L-05261／2×IRAT129的BC1F2群体,利用qPAA3初定位区间的标记RM231、RM1278、RM6058、RM1022,qPAA5初定位区间的标记s5-J9-15、In-c5-9、s5-10-3,qPAA8初定位区间的标记RM1148、RM4085、RM5556进行选择,构建了qPAA3、qPAA5、qPAA8的亚群体。
　　 5.利用构建好的qPAA8的精细定位群体,将qPA48基因最终定位在标记8-RM22475和8-Inde1112之间大约38kb的区间内。