粳稻分蘖数全基因组关联分析及候选基因的挖掘

发布时间：2021-07-26 10:39

　　【目的】利用全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）检测与粳稻分蘖数显著相关的SNP位点,筛选影响分蘖数的候选基因,为分子辅助育种提高产量提供理论基础。【方法】利用295份来自世界各地的粳稻品种,于2018和2019年分蘖盛期调查水稻分蘖数,结合高通量重测序获得的788 396个高质量多态性SNP,利用TASSEL 5.0软件的MLM模型进行全基因组关联分析,对GEC软件计算的有效独立SNP数目进行阈值确定,判定SNP标记与目标性状关联的显著性。根据2年检测到的峰值SNP和水稻每条染色体LD衰减距离,确定2年共定位分蘖数主效QTL,并进一步提取QTL区间内所有基因外显子区非同义突变SNP和启动子区SNP进行单倍型分析,结合基因注释筛选影响粳稻分蘖数候选基因。【结果】295份粳稻品种的分蘖数在2018和2019年总趋势基本一致,并且均具有较大的表型分布。通过全基因组关联分析,在P<5.46×10-6阈值条件下,从第8、9和10染色体上共鉴定3个与粳稻分蘖数相关的QTL（qTiller8、qTiller9和qTiller10）,其中,在... 

【文章来源】：中国农业科学. 2020,53(16)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

2年环境条件下分蘖数频次分布直方图

图2 分蘖数GWAS结果的曼哈顿图和QQ散点图

2018—2019年共检测到3个影响粳稻分蘖数的QTL，其中，2年中能够稳定表达的QTL——qTiller9位于已定位影响水稻分蘖数QTL(qNOT9-1）区间内。因此，对qTiller9区间内全部15个基因的外显子区非同义突变SNP和启动子区SNP进行单倍型分析。结果显示，共有6个基因（LOC＿Os09g25090、LOC＿Os09g25100、LOC＿Os09g25150、LOC＿Os09g25190、LOC＿Os09g25200和LOC＿Os09g25220）的不同单倍型分蘖数之间均检测到极显著差异水平（图3）。LOC＿Os09g25090被启动子区SNP分为2种单倍型，hap2(TAA）分蘖数极其显著大于hap1(AGG);LOC＿Os09g25100被非同义突变SNP分为2种单倍型，hap2(GAGA）分蘖数极其显著大于hap1(AGCC);LOC＿Os09g25150被非同义突变SNP分为2种单倍型，hap2(ATG）分蘖数极其显著大于hap1(GCC);LOC＿Os09g25190被启动子区SNP分为2种单倍型，hap2(GCATCGCATCGACGCCGA）分蘖数极其显著大于hap1(ATGCTGATGAAGTCATCC);LOC＿Os09g25200被非同义突变SNP分为2种单倍型，hap2(TAG）分蘖数极其显著大于hap1(AGA);LOC＿Os09g25220被非同义突变SNP分为2种单倍型，hap1(GG）分蘖数极其显著大于hap2(AA）（表3和图3）。其中，LOC＿Os09g25090和LOC＿Os09g25100编码钙调蛋白依赖性蛋白激酶，它是脱落酸（ABA）表达所必需Ca2+的传感器。因此，推测LOC＿Os09g25090和LOC＿Os09g25100可能是影响水稻分蘖数的候选基因。3 讨论

【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻功能基因组育种数据库（RFGB）:3K水稻SNP与InDel子数据库[J]. 郑天清,余泓,张洪亮,吴志超,王文生,太帅帅,迟璐,阮珏,韦朝春,石建新,高用明,傅彬英,周永力,赵秀琴,张帆,McNally Kenneth L.,李自超,张耕耘,李家洋,张大兵,徐建龙,黎志康.  科学通报. 2015(04)
[2]脱落酸信号转导研究进展[J]. 杨洪强,接玉玲,李林光.  植物学通报. 2001(04)



本文编号：3303407