水稻隐性匍匐生长习性基因的精细定位

Plant architecture is one of important agronomic traits in rice.Studies on the prostrate habit gene caused by natutal variation such as rice would greatly strengthen our understanding on the molecular genetic bases of plant architecture,one of the hottest areas in plant developmental biology.la2,a novel recessive rice prostrate mutant that was identified in rice breeding.Allelic tests indicated that la1 and la2 were not the same gene.The Preliminary Mapping of la2 analysis revealed that la2 was a recessive gene.The region was located at approximately 10 cM intervals on the chromosome 3, delimited by two SSR markers.To uncover the genetic basis of la2, two large F2 population( Nipponbare ⅹla2,Lemont ⅹla2),and la2 near-isogenic lines were constructed for fine mapping of the la2 locus.

株型是水稻的重要农艺性状，研究水稻自然变异导致的匍匐生长习性，可以加深对水稻甚至单子叶植物影响分蘖角度的遗传基础的认识。四川省农业科学院在育种过程中发现了一株籼稻匍匐生长突变材料,经连续多年套袋自交纯合命名为la2。前期研究发现la2全生育期表现明显的匍匐生长习性，等位测验表明la1与la2并不是同一基因。利用la2与另一籼稻品种构建的F2分离定位群体，发现该性状受一个隐性基因控制，利用全基因组分布的SSR分子标记将其初步定位在水稻第3染色体上，位于两个SSR分子标记之间，遗传距离约为10cM。但la2在第3染色体上的精细位置并不清楚。本研究拟利用la2与粳稻日本晴、Lemont构建的F2分离群体和一套la2近等基因系为材料精细定位la2基因，为la2基因的图位克隆奠定基础。

株型是水稻的重要性状，研究水稻自然变异导致的匍匐生长习性，有利于加深对水稻分蘖角度的遗传基础认识。项目在前期研究的基础上，根据实际研究情况，主要是SSR标记定位困难，开发标记不理想，采用重测序（whole-genome shotgun sequencing,WGS）结合BSA (bulk segregant analysis)，分别对申报书列的两个群体（群体I:突变体与粳稻品种日本晴构建的F2;群体II:突变体构建的近等基因系）进行了分析，同时采用有参考基因组（使用日本晴）和非参考基因组（de novo assembly）分别计算，最后将目标基因修正于第11染色体，并对获得的候选基因进行预测，发现其中只有一个基因的碱基突变会导致氨基酸变化（密码子由GAA->AAA，对应氨基酸由谷氨酸变为赖氨酸），预测该基因的功能为“retrotransposon protein, putative, unclassified, expressed。”该基因的功能未见相关文献报道。同时分析了前期定位错误的原因，并总结了一套“从构建群体-WGS-BSA-使用参考基因组定位和de novo定位”的思路和方法，使用该方法可以将重点放在田间表型鉴定上，而且快速经济，在群体表型确定后，一般3-4个月就有结果，对于一般科研单位，尤其是分子生物学实验条件还不是十分具备，但是拥有较丰富的资源的单位，充分发掘相关基因具有较大参考价值。同时对于没有参考基因组的物种定位相关基因也要一定参考意义。