水稻穗基部退化位点qPBD3的定位OA
Mapping of qPBD3 Locus for Panicle Basal Degeneration in Rice
水稻穗部退化导致每穗粒数减少、单株产量降低,因此穗部退化相关基因的研究对水稻分子育种具有重要意义.利用水稻品种 Nagina22(N22)与 LIU XU 杂交获得的 F2 代群体,观察到穗基部退化分离现象,通过集群分离分析测序(BSA-seq)及单标记分析(SMA),在 3 号染色体上定位到 1 个穗基部退化数量性状位点(QTL),并将其命名为qPBD3.结合多年重复试验结果,进一步将其精细定位至 12.8~13.1 Mb,区间大小约 273 kb.该区间包含 22 个在 N22 与LIU XU 间具有同源性的基因,表达谱分析显示,其中 7 个基因在幼穗中高表达.结合同源基因功能注释和亲本间序列比对分析,发现 LOC_Os03g22540.1 为穗发育调控基因 OsJMJ706 的同源基因,其编码区(CDS)存在 1 个非同义氨基酸突变的位点,而 LOC_Os03g22720.1 的 CDS 发生移码突变导致编码蛋白提前终止,因此将这 2 个基因作为 qPBD3 的候选基因.精细定位了 1 个穗基部退化 QTL,不仅为穗退化水稻的分子标记辅助选择育种提供了新位点,也为深入揭示水稻基部穗退化的遗传调控机制奠定了基础.
Panicle degeneration in rice reduces the number of grains per panicle and single plant yield,highlighting the significance of investigating genes associated with panicle degeneration for the molecular breeding of rice.In this study,phenomena of panicle basal degeneration and segregation in the F2 population derived from the cross between rice variety Nagina22(N22)and LIU XU were observed.Through bulked segregant analysis sequencing(BSA-seq)and single marker analysis(SMA),a quantitative trait locus(QTL)for panicle basal degeneration was mapped to chromosome 3 and designated as qPBD3.On the basis of the results from multi-year repeated experiments,this QTL was further finely mapped to the interval 12.8~13.1 Mb,with a size of approximately 273 kb.This interval harbored 22 genes with homology between N22 and LIU XU,and expression profiling revealed that 7 genes exhibited high expression in young panicles.The functional annotation of homologous genes and sequence alignment analysis between parents showed that LOC_Os03g22540.1 was a homologous gene of the panicle development regulatory gene OsJMJ706.There was a non-synonymous amino acid mutation locus in its coding sequence(CDS),while a frameshift mutation occurred in the CDS of LOC_Os03g22720.1,leading to the premature termination of the encoded protein.Therefore,these two genes were identified as candidate genes of qPBD3.The fine mapping of a QTL for panicle basal degeneration not only provided a new locus for molecular marker-assisted selection breeding of rice with panicle degeneration but also laid a foundation for delving into the genetic regulatory mechanism of panicle basal degeneration in rice.
姚帅帅;李志新;杨隆维;刘海洋;黄海洋;梁泽华;彭清祥;陈珍慧;孙振艳;汪欣昱;邱先进;徐俊英
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农业科技
水稻产量穗基部退化BSA-seqQTL定位精细定位
rice yieldpanicle basal degenerationBSA-seqQTL mappingfine mapping
《杂交水稻》 2026 (4)
26-34,9
国家自然科学基金(32071989)湖北省自然科学基金(2023AFA022)湖北省科技计划项目(2024BSB011)涝渍灾害与湿地农业湖北省重点实验室开放课题(KFT202414)
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