13个杂交水稻亲本产量性状基因等位变异

蒋平; 胡运高; 高方远; 吕建群; 刘松; 郭鸿鸣; 刘利平; 任国胜; 苏相文; 任明鑫; 任光俊; 任鄄胜; 《应用与环境生物学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：提高水稻单产是增加粮食产量的重要技术途径.解析杂交水稻亲本产量性状形成的分子基础,有助于优异等位基因聚合和亲本重要性状的改良,从而进一步培育强杂种优势水稻新品种.利用二代基因组测序技术,对新育成的13个杂交水稻亲本(5个不育系,8个恢复系)进行深度基因组重测序.通过对己克隆产量性状基因的模糊性检索,获得13个亲本产量性状基因的16 180个变异位点,涉及产量性状基因404个.通过基因型-表型关联分析,取P≤6.18 × 10-8(0.001/16180=6.18 × 10-8),有7个性状与107个基因的1 459个变异位点极显著性相关联,其中有外显子区域变异位点的基因33个.依据加性效应和显性效应P值,取P值为6.18 × 10-8,有极显著加性效应变异位点444个,关联45个基因,分别控制千粒重、株高、穗长、粒长、粒长宽比;其中22个位点关联两个性状,涉及9个基因、3个性状.极显著显性效应变异位点784个,关联41个基因,控制单株产量、抽穗期和株高;其中47个位点在两个性状上均表现显性效应,涉及5个基因、2个性状.加性和显性效应都不显著的变异位点有216个,关联42个基因,关联性状有抽穗期和株高.依据表型均值及外显子变异位点的关联性,筛选出36个优异等位变异,其中多个优异等位变异呈现恢复系和不育系分化.上述结果表明不同的优异等位变异组合是造成杂种F1产量差异的重要原因,为产量性状的分子改良提供了理论参考和相关基因资源.(图6表3参51)

关键词： 产量性状 分子基础 基因组重测序 杂交水稻