水稻特大粒种质BG1和优质恢复系华占的粒形基因研究及相关功能标记开发

摘要

[目的]特异种质资源的发掘与利用是水稻优质高产育种的重要手段之一.明确特大籽粒种质BG1(BigGrain 1)和育种上广泛配组的优质恢复系华占携带的部分粒形基因等位变异类型,并开发相应基因的功能标记,有助于加快粒形基因的育种应用,提高水稻粒形精准改良的效率.[方法]对BG1和华占中的9个主效粒形基因(GS3、qLGY3、qGL3、GW2、GW8、GW5、TGW3、TGW6、GS9)的目的片段进行测序分析.并根据GW2、GS3、qGL3、TGW3、TGW6、qLGY3、GW8和GW5的测序结果,开发了鉴定其基因分型的功能标记.[结果]与日本晴相比,特大粒种质BG1在检测的9个主效粒形基因中有5个表现为功能缺失型(gs3、GW8、gw2、tgw3、tgw6),1个稀有等位变异(qgl3)和1个外显子可变剪切型(qlgy3);与日本晴相比,华占在检测的9个主效粒形基因中有3个(gs3、GW8、GW5)存在差异.根据测序结果开发了GW2、GS3、qGL3、TGW3、TGW6、qLGY3、GW8和GW5的功能标记,并利用15个水稻种质进行检测,检测结果中除了TGW6的标记TGW6-Del仅可用于鉴定是否含有功能缺失型的等位变异tgw6外,另外7个标记均为可准确鉴定基因型.[结论]与日本晴相比,特大粒种质BG1中调控粒长的基因gs3、qgl3、qlgy3、tgw3、GW8和tgw6之间可能存在复杂的互作调控通路,而不是简单的效应累加,粒宽特征可能是gw2、GW8的累加效应.优质恢复系华占的细长粒形可能是gs3、GW5和GW8的互作效应所致.本研究中开发的功能标记可以用于水稻分子标记辅助育种.