调控水稻分蘖角的分子机制研究进展

水稻是我国第一大粮食作物,在农业生产上具有重要的战略地位。随着人口快速增长、城市化进程加快,有限的产量提升使得水稻生产正面临着严峻挑战。培育产量显著提高的水稻品种对于保障粮食安全和实现农业可持续发展具有重要意义。理想株型是品种改良的重要方向,直接影响着水稻产量。分蘖角作为构建水稻理想株型最重要的核心要素之一,它通过调节水稻群体光能利用效率进而影响单位面积产量。生产实践表明,具有合适分蘖角的水稻品种往往表现出更好的抗倒性和稳产潜力。近年来,随着功能基因组学的快速发展,研究学者在水稻分蘖角调控基因的挖掘及其分子机制解析方面取得了诸多重要进展。本研究系统总结了调控水稻分蘖角的功能基因及其遗传代谢网络,重点阐述了水稻分蘖角的驯化过程、重力反应介导的分子遗传途径以及植物激素和环境因素的调控机制,并展望了现有理论框架下未来的潜在研究方向,以期为高产、理想株型新品种的遗传改良和分子设计育种提供重要理论支撑。

水稻重组自交系分子遗传图谱构建及分蘖角的QTL检测

利用株型差异显著的特大粒粳稻品系TD70和籼稻小粒品种Kasalath为亲本配制组合,以单粒传方法构建含240个株系的重组自交系(RIL)群体。选用838对SSR引物进行亲本多态性筛选,共检测到302对具有多态性的引物,频率为36.04%。从中选择带型清晰且在基因组中均匀分布的141个SSR标记对RIL群体进行基因型分析,结果表明:群体中父母本基因频率分别为53%和47%,群体结构平衡性好。构建的水稻分子连锁图谱共包含141个标记座位,总图距约1 832.47 cM,标记间平均图距为12.7 cM,标记间图距范围为0.43～36.11 cM,符合QTL作图的基本要求。除第1、第8染色体个别标记位置外,其他染色体上标记顺序和位置与已公布的日本晴遗传图谱序列基本一致。以该群体为材料,对分蘖角度进行了QTL检测,共检测到控制分蘖角度的3个QTL位点,分别是qTA8、qTA9和qTA11,贡献率分别为4.10%、26.08%和4.35%,其中qTA9包含控制水稻分蘖角度基因TAC1。该图谱的构建为研究籼粳交后代各种性状的遗传规律及QTL定位打下了基础。

抗纹枯病基因qSB-9^(TQ)和分蘖角基因TAC1^(TQ)在抗病育种中的互作效应及育种价值

分子标记辅助选择获得两个粳稻背景(镇稻88、武陵粳1号)四种基因型(只带有抗纹枯病基因qSB-9TQ、只带有分蘖角基因TAC1TQ、同时带有两个基因和两个基因都不带即对照)近等基因系。设置轻发病、中等发病和重发病3种纹枯病发病条件,调查近等基因系基本农艺性状、纹枯病病情及产量性状。结果表明:1)同一背景下,带有TAC1TQ的株系分蘖角度极显著大于不带TAC1TQ的株系,所调查农艺性状基本一致;2)同一基因型株系,不同发病条件下纹枯病病级差异达极显著水平;轻发病条件下,四种基因型纹枯病病情差异不显著,中等发病条件下,同时带有两个基因的株系纹枯病病级显著低于对照,重发病条件下,同时带有两个基因和只带有qSB-9TQ的株系纹枯病病级极显著低于对照,而只带有TAC1TQ的株系纹枯病病级显著低于对照,表明qSB-9TQ对纹枯病的抗性确实存在,TAC1TQ有利于减轻纹枯病,qSB-9TQ和TAC1TQ间有一定的负向互作效应;3)同一发病条件下,四种基因型株系产量性状差异不显著;随着病情加重,单株产量降低,且结实率、千粒重也表现下降趋势。与轻发病条件相比,4个株系在重发病条件下产量均显著下降,其中以对照系减产幅度最大。就增强纹枯病抗性而言,选择qSB-9TQ的同时宜选择TAC1TQ,带有TAC1TQ的粳稻品种生产能力有待实践检验。

水稻重组自交系分子遗传图谱构建及分蘖角的QTL检测(英文)

利用株型差异显著的特大粒粳稻品系TD70和籼稻小粒品种Kasalath为亲本配制组合,以单粒传方法构建含240个株系的重组自交系(RIL)群体选用838对SSR引物进行亲本多态性筛选,共检测到302对具有多态性的引物,频率为36.04%从中选择带型清晰且在基因组中均匀分布的141个SSR标记对RIL群体进行基因型分析,结果表明:群体中父母本基因频率分别为53%和47%,群体结构平衡性好构建的水稻分子连锁图谱共包含141个标记座位,总图距约1832.47cM,标记间平均图距为12.7cM,标记间图距范围为0.43～36.11cM,符合QTL作图的基本要求除第1、第8染色体个别标记位置外,其他染色体上标记顺序和位置与已公布的日本晴遗传图谱序列基本一致以该群体为材料,对分蘖角度进行了QTL检测,共检测到控制分蘖角度的3个QTL位点,分别是qTA8、qTA9和qTA11,贡献率分别为4.10%、26.08%和4.35%,其中qTA9包含控制水稻分蘖角度基因TAC1。该图谱的构建为研究籼粳交后代各种性状的遗传规律及QTL定位打下了基础。

LAZY1 controls rice shoot gravitropism through regulating polar auxin transport

米饭(Oryza sativa L.) 的分蘖角度是贡献粮谷生产的一个重要农学的特点，并且长为完成理想的植物建筑学改进谷物产量吸引了品种 ers 的注意。尽管庞大的努力在过去的十年被作了与极其传播或协议到 ers 为止学习异种，位于谷物庄稼的分蘖角度的控制下面的分子的机制仍然保持未知。这里，我们报导克隆调整米饭分蘖角度被控制的射击 gravitropism 的 LAZY1 (LA1 ) 基因。我们显示出那 LA1，新奇草特定的基因，是速度集合并且空间地表示，并且在极的植物生长素运输起一个否定作用(轻拍) 。LA1 的 Loss-of-function PATgreatly 提高并且因此在射击改变内长的 IAA 分发，导致 reducedgravitropism，并且因此，米饭的分蘖,枝散布显型种。