利用高密度Bin图谱定位水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL.pdf
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2022-07-07 09:22:59上传
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中国农业科学 2022,55(5):825-836
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.05.001
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
利用高密度 Bin 图谱定位水稻抽穗期剑叶叶绿素含
量 QTL
赵凌，张勇，魏晓东，梁文化，赵春芳，周丽慧，姚姝，王才林，张亚东
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，南京 210014
摘要：【目的】挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因，为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础。【方法】
利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath 杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料，通过对
两亲本及 RIL 群体重测序，构建了包含 12 328 个 Bin 标记的高密度遗传图谱。RIL 群体及亲本分别于 2011 和 2020 年正季
在江苏省农业科学院种植。抽穗后第3天使用叶绿素仪测定剑叶SPAD 值。使用IciMappingv3.4软件完备区间作图法，对控
制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行鉴定。利用便携式光合仪测定RIL群体中20 个SPAD极端株系的水分利用效率、蒸
腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用参数。【结果】2 年共检测到 19 个抽穗期剑叶叶绿素含量相关 QTL，分别分布在
除第 8、9 和 10 染色体外的其他 9 个染色体上。单一 QTL 贡献率为 3.09%—13.13%，LOD 值为 2.74—14.08。通过物理位置
比对，发现其中 10 个 QTL 与前人定位到的叶绿素含量相关位点在相同或邻近区域。qCHL2-1 和 qCHL5-1 2 年均被检测到，
表现出较强的稳定性。qCHL2-1 位于第2染色体的7.63—7.71 Mb处，2年LOD值分别为14.08和7.93，贡献率分别为13.13%
和7.94%。qCHL5-1 位于第5染色体的23.44—23.49 Mb处，2年LOD值分别为4.31和3.76，贡献率分别为3.57%和4.82%。
结合功能注释和亲本间序列分析，分别在qCHL2-1 和 qCHL5-1 染色体区间内找到 2 个与剑叶叶绿素含量相关的基因
Os02g0236000 和 Os05g0476700。这两个基因的核苷酸序列在两亲本间均存在差异。Os02g0236000 编码水稻天冬氨酸氨基转
移酶（AAT1），是水稻氮代谢途径中的重要酶，与蛋白质及氨基酸含量有关。Os05g0476700 编码叶面斑点相关蛋白，推测与
叶片颜色有关。根据 AAT1 在 CDS+273 bp 有无突变对 RIL 群体进行等位型分类。在 20 个 SPAD 极端株系中，AAT1 不同等位
型株系的剑叶SPAD值和水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用指标均存在显著差异。【结论】共检测
到 19 个控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量 QTL，鉴定了 2
中国农业科学 2022,55(5):825-836
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.05.001
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
利用高密度 Bin 图谱定位水稻抽穗期剑叶叶绿素含
量 QTL
赵凌，张勇，魏晓东，梁文化，赵春芳，周丽慧，姚姝，王才林，张亚东
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，南京 210014
摘要：【目的】挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因，为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础。【方法】
利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath 杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料，通过对
两亲本及 RIL 群体重测序，构建了包含 12 328 个 Bin 标记的高密度遗传图谱。RIL 群体及亲本分别于 2011 和 2020 年正季
在江苏省农业科学院种植。抽穗后第3天使用叶绿素仪测定剑叶SPAD 值。使用IciMappingv3.4软件完备区间作图法，对控
制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行鉴定。利用便携式光合仪测定RIL群体中20 个SPAD极端株系的水分利用效率、蒸
腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用参数。【结果】2 年共检测到 19 个抽穗期剑叶叶绿素含量相关 QTL，分别分布在
除第 8、9 和 10 染色体外的其他 9 个染色体上。单一 QTL 贡献率为 3.09%—13.13%，LOD 值为 2.74—14.08。通过物理位置
比对，发现其中 10 个 QTL 与前人定位到的叶绿素含量相关位点在相同或邻近区域。qCHL2-1 和 qCHL5-1 2 年均被检测到，
表现出较强的稳定性。qCHL2-1 位于第2染色体的7.63—7.71 Mb处，2年LOD值分别为14.08和7.93，贡献率分别为13.13%
和7.94%。qCHL5-1 位于第5染色体的23.44—23.49 Mb处，2年LOD值分别为4.31和3.76，贡献率分别为3.57%和4.82%。
结合功能注释和亲本间序列分析，分别在qCHL2-1 和 qCHL5-1 染色体区间内找到 2 个与剑叶叶绿素含量相关的基因
Os02g0236000 和 Os05g0476700。这两个基因的核苷酸序列在两亲本间均存在差异。Os02g0236000 编码水稻天冬氨酸氨基转
移酶（AAT1），是水稻氮代谢途径中的重要酶，与蛋白质及氨基酸含量有关。Os05g0476700 编码叶面斑点相关蛋白，推测与
叶片颜色有关。根据 AAT1 在 CDS+273 bp 有无突变对 RIL 群体进行等位型分类。在 20 个 SPAD 极端株系中，AAT1 不同等位
型株系的剑叶SPAD值和水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用指标均存在显著差异。【结论】共检测
到 19 个控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量 QTL，鉴定了 2
利用高密度Bin图谱定位水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL
