水稻剑叶叶绿素含量相关性状的QTL分析.pdf

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文章编号:1671-8836(2006)06-0751-06
水稻剑叶叶绿素含量相关性状的QTL分析

杨国华,李绍清,冯玲玲,孔进,李辉,李阳生
(武汉大学生命科学学院/植物发育生物学教育部重点实验室,湖北武汉430072)

摘要:利用包含117个株系的籼粳杂交来源(窄叶青8号@京系17)的水稻加倍单倍体(DH)群体,对剑叶叶
绿素含量相关的4个生理性状(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和叶绿素a/b)进行数量性状基因座位(quantitative
traitloci,QTL)分析.在DH群体中,剑叶叶绿素a、叶绿素b与总叶绿素含量彼此之间均呈极显著正相关,叶绿素
a/b比值与叶绿素b含量呈极显著负相关.叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量及叶绿素a/b值均呈现出连续性分布,
且有明显的超亲分离,表明受微效多基因控制.4个性状共检测到11个QTL位点,分布在6条染色体上,这些QTL
对相应性状的贡献率介于9.2%~19.6%之间.其中控制叶绿素a含量的2个QTL位点位于第2、5染色体上;影响
叶绿素b含量的4个QTL分别定位在第2、3、5、9染色体上;控制总叶绿素含量的3个QTL位于第3、5、9染色体
上;影响叶绿素a/b值的2个QTL位点位于第6、11染色体上.文章系统讨论了这4个叶绿素相关性状的相互关系
及其定位结果在水稻育种上的实践意义.
关键词:水稻;叶绿素;数量性状基因座位(QTL);相关;育种
中图分类号:Q348文献标识码:A

速率及叶片叶绿素含量也存在明显差异[8],利用不
引言
0同生态型的水稻选配的F1,其整体光合能力较双亲
有明显改进[9].因此,水稻剑叶叶绿素a和b的含
现代水稻改良经历了半矮秆株型育种和杂种优
量、叶绿素a/b比值、叶绿素a+b含量是决定水稻
势利用,水稻单位面积产量大幅度提高得力于群体
叶片光合功能的4个重要因素,阐明其遗传规律对
光能利用率的改善.水稻的光合能力主要取决于光
[1]水稻光合功能的改良具有重要的意义.
能截获能力和光能转化效率,要实现水稻产量潜
分子标记技术与数量遗传学的结合,为剖析数
力进一步突破,有赖于以改良水稻光能转化效率为
量性状遗传规律提供了有效的手段目前有关水
核心的生理育种的理论和技术重大创新.借助于生.,
稻叶绿素相关性状数量性状基因座位(quantitative
物技术,把C4途径关键酶基因转移到C3植物水稻,
定位已有少量研究报道[10~12]但这
是改良水稻的光合效率,挖掘水稻单产潜力的有效traitloci,QTL),
[2~4]些报道都仅涉及个别叶绿素相关性状尚缺乏系统
途径之一.,
性本研究利用典型籼粳杂交窄叶青号
叶绿素(chlorophyll)是植物吸收、传递、转换光.8(ZYQ8)/
京系的加倍单倍体群体及其分子连
能的主要色素.在一定的范围内,叶片的叶绿素含17(JX17)(DH)
[5]锁图谱对剑叶叶绿素、叶绿素、叶绿素含量
量与光合速率呈正相关关系.叶绿素因结构和光aba+b
能转换特性不同,分为a和b两种,叶绿素a有利于及叶绿素a/b值4个生理性状进行QTL分析,为水
吸收长波光,叶绿素b有利于吸收短波光.叶绿素a稻高光效育种提供理论参考.
/b比值与光合器官的发育状态及光合活性相关[6].
1材料和方法
有研究表明栽培稻的叶绿素含量和叶绿素a/b比值
高于近缘野生稻,在饱和光强度下它们的光合作用1.1试验材料
也比野生稻强[7];栽培稻不同基因型之间最大光合以籼稻品种窄叶青8号(ZYQ8)与粳稻京系17

收稿日期:2006-06-18通讯联系人E-mail:[e-mail]
基金项目:国家/9730计划项目(2001CB108805);创新研究群体科学基金(30521004);长江学者和创新团队发展计划(PCSIRT)资助项目
叶绿素测定仪http://www.grainyq.com/Instrument_more/yq_85_1.html第52卷

(JX17)为杂交亲本,对配制的F1代进行花药培养,对叶绿素含量生理性状进行QTL定位分析,其检测
获得由150个稳定的株系组成的加倍单倍体(DH)统计量是LOD,LOD=lg(OR),OR(oddsratio)为
群体,本研究选择其中的117DH株系.此群体及分机会率.本实验采用LOD值2.0作为阈值来判断
子标记图谱由中国科学院遗传研究所朱立煌提供.QTL的存在,若标记区间LOD>2.0,则认为该区间
田间试验在武汉市九峰乡进行.亲本和DH群LOD值最高处所对应的位点即为该性状的一个
体于2004年4月29日播种,5月21日移栽,单本移QTL.同