查看更多>>摘要:[目的]抽穗期是影响水稻(Oryza sativa L.)区域适应性和产量的关键性状.鉴定早抽穗期基因对于丰富和完善水稻抽穗期调控网络,为品种适应性改良提供重要信息.[方法]以早抽穗的染色体片段代换系CL33和晚抽穗的受体亲本93-11为研究材料,对其主要农艺性状进行调查分析;构建 2 个极早抽穗和极晚抽穗的 DNA 混合池;对其进行全基因组重测序和BSA-Seq分析定位抽穗期关联的区域,开发该区域内InDel标记进行精细定位,对定位区间进行基因预测和候选基因分析,确定 LOC_Os08g07740为目标候选基因;随后对该基因进行克隆和等位基因分析.此外,还利用生物信息学软件对LOC_Os08g07740上下游约 40 kb范围内的基因组数据进行分析,确定该基因在Indica、Japonica和O.rufipogon 3 个水稻亚群间的遗传和系统进化关系.[结果]在南宁自然长日照和自然短日照条件下,CL33的抽穗期均比受体亲本93-11短20-25 d;此外,在自然长日照条件下,CL33 植株除了穗长变短和每穗粒数减少之外,其他农艺性状与 93-11 无显著差异.遗传分析表明,CL33 早抽穗性状受 1 对隐性基因控制.该基因被精细定位于水稻第 8 染色体短臂PSM8-6 与PSM8-8 标记间约100 kb区间内,该区域内有15个预测的候选基因.其中,ORF13(LOC_Os08g07740)与已知抽穗期基因DTH8/Ghd8等位;通过对ORF13 基因的测序及序列比对,该基因全长 888 bp,无内含子,编码 295 个氨基酸;与受体亲本 93-11 相比,CL33中的LOC_Os08g07740在第 535-536 位碱基和第 820-821 位碱基之间分别有 6 bp的插入和 9 bp的缺失,导致编码的氨基酸序列改变.因此,确定其为目标候选基因,暂命名为OsEHD8.进化分析表明,LOC_Os08g07740内,相较于O.rufipogon,Indica和Japonica的遗传多样性显著下降,其中,Indica减少了 62.53%,Japonica减少了53.76%,而Indica和Japonica之间的差异不显著.该基因共有 13 个单倍型,其中Hap_2 单倍型可能是 3 个亚群共同的祖先,不同的单倍型可能由于地理隔离或环境差异被分别固定在Indica和Japonica亚群内,以上结果表明,LOC_Os08g07740在3个亚群中经历了定向选择.[结论]OsEHD8是DTH8/Ghd8的功能性等位基因,在自然长日照和短日照条件下均促进水稻提前抽穗.此外,携带OsEHD8的染色体片段代换系CL33在自然长日照条件下,除了穗长变短和每穗粒数减少之外,其他农艺性状与受体亲本93-11均无显著差异.