水稻DH群体(CJ06×TN1)稻米品质相关QTL分析

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摘要摘要对于不同品种和不同种植环境中的稻米品质进行数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)检测分析，可为分子遗传育种提供实验数据。本研究以粳稻(Oryza sativa ssp. japonica)春江06(CJ06)和籼稻(Oryza sativa ssp. indica)台中本地1号(TN1)杂交衍生的加倍单倍体群体(double haploid, DH)为试材，在西南地区种植并检测与稻米品质相关的特征值，进行QTL定位与分析，以期了解该生态环境对稻米品质的影响，为水稻品质的分子改良育种提供理论依据。经检测分析，共获得13个与稻米粒型、直链淀粉含量以及淀粉RVA(rapid viscosity analysis)谱特征值相关的QTLs，其中5个与粒型相关、7个与RVA谱相关、1个与直链淀粉相关。上述QTLs分别分布在第1、2、3、6、7、8、10染色体，即qHPV-6、qCPV-6、qBDV-6、qCSV-6、qSBV-1、qSBV-6、qSBV-7、qRL-2、qRLW-2、qRLW-3、qRLW-8-1、qRLW-10、qAC-6；分别调控热浆黏度、冷胶黏度、崩解值、回复值、消减值、稻米粒长、稻米长宽比和直链淀粉含量。其中7个与RVA相关的QTLs，似然函数比值对数值(logarithm of odds, LOD)在2.55~13.18之间，单个QTL贡献率在7.03%~49.05%之间，除qSBV-1和qSBV-7贡献率较低，其余单个QTL位点的贡献率均在25%以上，属于主效QTLs。此外，与RVA相关的5个QTLs—qHPV-6、qCPV-6、qBDV-6、qCSV-6及qSBV-6均定位于6号染色体同一区间，在该区间内还检测到1个与直链淀粉含量相关的主效QTL(qAC-6)，其贡献率达到45.21%；生物信息学分析发现，该区间包含已被克隆的直链淀粉合成相关的Waxy (Wx)基因。粒型方面共检测到5个具有加性效应的QTL位点，LOD值在3.16~8.47之间，单个QTL贡献率在8.95%~27.23%之间，其中qRL-2、qRLW-3、qRLW-8等3个区间内包含了3个已被克隆的主效QTLs—GW2、GS3以及GW8。本研究通过QTL检测分析，为水稻品质的分子改良育种提供了基础资料。

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关键词 ：水稻, QTL分析, DH群体, 稻米品质, 粒型

Abstract：Abstract Detection of quantitative trait loci (QTLs) related to rice quality in different varieties and different environment can provide a basis for breeding and utilization of genes related to excellent cooking and eating quality of rice. The DH population, derived from a cross between CJ06 (Oryza sativa ssp. japonica) and TN1 (Oryza sativa ssp. indica), was used to detect QTLs of grain shape, amylose content (AC), and starch viscosity (rapid viscosity analysis, RVA). Thirteen QTLs related to grain type, amylose content and RVA parameters were obtained by QTL analysis. The QTLs were mapped to chromosome 1, 2, 3, 6, 7, 8, and 10, included qHPV-6, qCPV-6, qBDV-6, qCSV-6, qSBV-1, qSBV-6, qSBV-7, qRL-2, qRLW-2, qRLW-3, qRLW-8-1, qRLW-10, and qAC-6. Seven QTLs on chromosome 1, 6, and 7 that accounted for 7.03% to 49.05% of the total phenotypic variance and their LOD values ranged from 2.55 to 13.18. In these QTLs, contribution rate of different single QTL was more than 25% except qSBV-1 and qSBV-7. Furthermore, qHPV-6, qCPV-6, qBDV-6, qCSV-6, and qSBV-6 were mapped to the same region of chromosome 6, a main effect QTL qAC-6, whose contribution rate was 45.21%, was also detected in the region. Bioinformatics analysis indicated that the region contained a reported Waxy (Wx) gene which regulates amylose synthesis. Five QTLs with additive effects were detected in grain shape. The LOD values ranged from 3.16 to 8.47 and single QTL contribution rate was 8.95% to 27.23%. Three regions of qRLW-2, qRLW-3, and qRLW-8 contained 3 major reported QTLs GW2, GS3 and GW8. The QTL analysis in present study provides basic data for molecular breeding of rice quality.

Key words： Rice QTL analysis DH population Rice quality Grain shape

收稿日期: 2017-12-26 出版日期: 2018-08-06

基金资助:国家重点研发计划“七大农作物育种”重点专项;水稻生物学国家重点实验室开放课题;西南科技大学博士基金项目

通讯作者: 胡运高 E-mail: swust.rri@163.com

引用本文:

张圣豪彭友林陈敬赵祥胡运高. 水稻DH群体(CJ06×TN1)稻米品质相关QTL分析[J]. , 2018, 26(9): 1504-1513.

链接本文:

http://journal05.magtech.org.cn/Jwk_ny/CN/ 或 http://journal05.magtech.org.cn/Jwk_ny/CN/Y2018/V26/I9/1504

[1]何臻, 张柏林, 黄家春.大米食味品质分析的研究进展[J].南方农业, 2017, 11(11):125-128
[2]莫惠栋.我国稻米品质的改良[J].中国农业科学, 1993, 26(4):8-14
[3]黄祖六, 许如根.中泰软米资源直链淀粉含量的遗传研究[J].扬州大学学报农业与生命科学版, 2003, 24(1):34-36
[4]明东风, 马均, 马文波等.稻米直链淀粉及其含量研究进展[J].中国农学通报, 2003, 19(1):68-71
[5] 赵庆勇, 张亚东, 朱镇等.播期与地点对不同生态类型粳稻淀粉RVA谱特性的影响[J]. 江苏农业学报.[J].江苏农业学报, 2014, 30(1):1-8
[6]贾良, 丁雪云, 王平荣, 等.稻米淀粉谱特征及其与理化品质性状相关性的研究[J].作物学报, 2008, 34(5):790-794
[7]隋炯明, 李欣, 严松, 等.稻米淀粉谱特征与品质性状相关性研究[J].中国农业科学, 2005, 38(4):657-663
[8]Deffenbaugh LB, Walker CE.Comparison of starch pasting properties in the Brabender viscoamylograph and the rapid visco-analyzer[J].Cereal Chem, 1989, 66(6):493-499
[9] Reddy KR, Subramanian R, Zakiuddin S, et al.Viscoelastic properties of rice-fl our pastes and their relationship to amylose content and rice quality. Cereal[J].Cereal Chem, 1994, 71(6):548-552
[10]朱满山, 汤述翥, 顾铭洪.谱在稻米蒸煮食用品质评价及遗传育种方面的研究进展[J].中国农学通报, 2005, 21(8):59-64
[11]舒庆尧, 吴殿星, 夏英武, 等.稻米淀粉谱特征与食用品质的关系[J].中国农业科学, 1998, 31(3):25-29
[12]胡培松, 翟虎渠, 唐绍清, 等.利用快速鉴定稻米蒸煮及食味品质的研究[J].作物学报, 2004, 30(6):519-524
[13]邵高能, 唐绍清, 焦桂爱, 等.稻米蒸煮品质性状的定位[J].中国水稻科学, 2009, 23(1):94-98
[14]徐铨, 唐亮, 徐凡, 等.粳稻食味品质改良研究现状与展望[J].作物学报, 2013, 39(6):961-968
[15]张永生, 江玲, 刘喜, 等.优质水稻品种越光中控制稻米淀粉谱特征值的分析[J].中国水稻科学, 2010, 24(2):137-144
[16] 杨亚春, 倪大虎, 宋丰顺(2012a), 等.两个环境下糙米和精米蛋白质含量的QTL分析[J]. 中国水稻科学.[J].中国水稻科学, 2012, 26(3):351-355
[17]杨亚春, 倪大虎, 宋丰顺, 等.不同生态环境下稻米淀粉谱特征值的定位分析[J].作物学报, 2012, 38(2):264-274
[18] 吴长明, 孙传清, 陈亮, 等.水稻直链淀粉含量与籼粳分化度的QTL及其相互关系研究[J]. 中国农业大学学报.[J].中国农业大学学报, 2005, 5(5):6-11
[19]张佳, 程海涛, 徐海, 等.籼粳稻杂交后代蒸煮食味品质与亚种分化的关系[J].中国水稻科, 2015, 29(2):167-173
[20]严长杰, 陈峰, 严松, 等.利用群体分析水稻产量与蒸煮品质的遗传相关性[J].作物学报, 2007, 33(3):363-369
[21] Lanceras JC, Huang ZL, Naivikul O, Vanavichit A, Ruanjai-chon V, Tragoonrung S.Mapping of genes for cooking and eating qualities in Thai jasmine[J].DNA Res, 2000, 7(2):93-101
[22]张巧凤, 张亚东, 朱镇, 等.稻米淀粉黏滞性谱特征值的遗传及定位分析[J].中国水稻科学, 2007, 21(6):591-598
[23]Leng YJ, Xue DW, Yang YL, et al.Mapping of QTLs for eating and cooking quality-related traits in rice(Oryza sativa L)[J].Euphytica, 2014, 197(1):99-108
[24]杨亚春, 倪大虎, 宋丰顺, 等.不同生态环境下稻米淀粉谱特征值的定位分析[J].作物学报, 2012, 38(2):264-274
[25]张昌泉, 胡冰, 朱孔志, 等.利用重测序的水稻染色体片段置换系定位控制淀粉黏滞性谱[J].中国水稻科学, 2013, 27(1):56-64
[26]Doganlar S, Frary A, Tanksley SD.The genetic basis of seed-weight variation:tomato as a model system[J].Theoreitical and Applied Genetics, 2000, 100(8):1267-1273
[27]Fan C, Xing Y, Mao H, et al.GS3,a major QTL for grain length and weight and minor QTL for grain width and thickness in rice，encodes a putative transmembrane protein[J].Theoretical and Applied Genetics, 2006, 112(6):1164-1171
[28]马丽莲, 郭龙彪, 钱前.水稻大粒种质资源和遗传分析[J].植物学通报, 2006, 23(4):395-401
[29] 万向元.水稻品质性状QTL稳定性分析与精细定位[D]. 南京: 南京农业大学, 2005. (Wan XY. QTL Stability Analysis and Fine Mapping of Rice Quality Traits[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2005.)
[30]李欣, 张蓉, 隋炯明, 等.稻米淀粉黏滞性谱特征值的表现及其遗传[J].中国水稻科学, 2004, 18(5):384-390
[31]吴殿星, 舒庆尧, 夏英武.分析辅助选择食用优质早籼稻的研究[J].作物学报, 2001, 27(2):165-172
[32]高志强, 占小登, 梁永书, 等.水稻粒形性状的遗传及相关基因定位与克隆研究进展[J].遗传, 2011, 33(4):314-321
[33]包劲松, 何平, 夏英武, 等.稻米淀粉谱特征主要受基因控制[J].科学通报, 1999, 44(18):1973-1976
[34]Leng YJ, Xue DW, Yang YL, et al.Mapping of QTLs for eating and cooking quality-related traits in rice (Oryza sativa L)[J].Euphytica, 2004, 197(1):99-108
[35]Wan XY, Wan JM, Su CC, et al.QTL detection for eating quality of cooked rice in a opulation of chromosome segment substitution lines[J].Theor Appl Genet, 2004, 110(1):71-79
[36]Song XJ, Huang W, Shi M, et al.A QTL for rice grain width and weight encodes a previously unknown RING-type E3 ubiquitin ligase[J].Nat Genet, 2007, 39(5):623-30
[37]Wang S, Wu K, Yuan Q, et al.Control of grain size,shape and quality by OsSPL16 in rice[J].Nat Genet, 2012, 44(8):950-4