近日,中國水稻研究所超級稻育種課題組在《作物學報(The Crop Journal)》在線發表了題為“通過上調Ehd1促進普通野生稻抽穗的QTL -qHD1b的精細定位和候選基因分析(Fine mapping and candidate gene analysis of qHD1b, a QTL that promotes flowering in common wild rice (Oryza rufipogon) by up-regulating Ehd1)”的研究論文,報道了一個源自普通野生稻的早抽穗QTL-qHD1b的精細定位和候選基因分析。
抽穗期是決定水稻品種地區和季節適應性的重要農藝性狀,隨著耕地面積的不斷減少,培育早熟高產的水稻品種意義重大。目前,水稻中已克隆了15個抽穗期QTL,均克隆自栽培稻,鮮有報道克隆自野生稻。在栽培稻的馴化過程中,約有30-40%的遺傳變異丟失。因此,源自野生稻的自然變異,對于挖掘和克隆新的水稻抽穗期QTL提供了重要的遺傳資源。
研究者利用以中恢8015(ZH8015)為背景,將攜帶普通野生稻片段并表現為早抽穗的滲入系IL7391與ZH8015雜交,產生BC5F2:3家系進行QTL分析。從中鑒定出兩個抽穗期 QTL,qHD1b和qHD7,并選擇前一個進行進一步研究。利用BC5F4:5和BC5F6群體進行高分辨率連鎖分析,將qHD1b定位于第1染色體短臂上112.7-kb的區間內,包含17個預測基因,其中5個在啟動子或編碼區含有多態的基因被認為是候選基因。表達分析顯示LOC_Os01g11940的表達與早抽穗呈正相關,該位點被注釋為OsFTL1,編碼擬南芥FT的同源基因,是qHD1b最可能的候選基因。抽穗期相關基因表達分析發現,在短日照和長日照條件下,qHD1b作為開花激活因子,通過上調Ehd1、Hd3a、RFT1、OsMADS14和OsMADS15促進抽穗。田間試驗表明,qHD1b對千粒重和粒長等產量相關農藝性狀均有影響。qHD1b可用于進行早熟品種的分子標記輔助選擇育種。
該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中央級公益性科研院所基本科研業務費以及中國農業科學院科技創新工程資助。超級稻育種組2019級博士生劉嶺、張迎信研究員和已畢業的博士生楊正福為共同第一作者,程式華研究員和吳瑋勛副研究員為共同通訊作者。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cj.2021.12.009