多效性基因Ghd7调控水稻剑叶面积

光合作用是植物的唯一能量来源,剑叶是水稻开花后进行光合作用的主要部位。Ghd7是一个多效性产量基因,能显著提高水稻产量。为了研究Ghd7对水稻剑叶形态的遗传效应,文章利用一个包含190个家系的BC2F2群体对水稻剑叶长度(FLL)、剑叶宽(FLW)和剑叶面积(FLA)进行QTL定位分析。在BC2F2群体,FLL、FLW和FLA性状表型值均显示为双峰分布,符合孟德尔单基因分离比,并均与每穗实粒数呈现显著正相关。在第7染色体上RM3859和C39分子标记间定位到FLL、FLW和FLA的QTL,分别解释变异的73.3%、62.3%和71.8%,均与Ghd7共分离。以珍汕97为轮回亲本,特青和明恢63分别为供体亲本,获得两个Ghd7近等基因系NIL(MH63)和NIL(TQ),FLL、FLW和FLA表型值均比珍汕97显著提高。另外,超表达Ghd7的合江19转基因植株的FLL、FLW和FLA表型值分别比合江19增加了8.9 cm、0.5 cm和17.8 cm2。这些结果表明Ghd7对调控剑叶面积起重要作用。

Ghd7自然变异是调控水稻抽穗期和产量潜力的重要因素

产量潜力、株高和抽穗期是决定农作物产量的3类主要性状。我们从优良杂交水稻中分离出一个数量性状位点(QTL)Ghd7。Ghd7编码一个含CCT结构域蛋白,它对水稻的一系列性状包括单穗粒数、株高和抽穗期都产生重要影响。在长日照条件下,增强Ghd7的表达可延迟抽穗期、增加株高和穗大小。但另一方面,Ghd7功能减弱的自然变异可使水稻能在温和及较冷地区种植。上述结果表明,Ghd7在水稻产量和适应性方面具有至关重要的作用。