光污染条件下的水稻抽穗期QTL定位分析及其候选基因鉴定

胡颂平; Muneeba Saleem; 廖岩; 庞青平; 张楠; 杜娟; 郑艺云; 卢容; 张子琳; 程浩铧; 沈子敬; 徐佳欣; 胡琼; 肖丽红; 陈思颖; 刘嘉凯; 蔡佳豪; 聂元元; 蒋海燕; 张珍; 张琳; 《中国科学(生命科学) 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：随着我国城镇化程度的不断提高,光污染对植物尤其是水稻等作物的影响将越来越大,对光污染相关基因进行深入研究意义重大.本研究旨在光污染条件下对水稻抽穗期进行QTL定位分析,并发掘光污染条件下的抽穗期基因,为水稻抗光污染分子育种提供科学依据.利用光敏感粳稻轮回亲本Sasanishiki、光钝感籼稻供体品种Habataki,以及它们杂交衍生的一套染色体单片段代换系(CSSL),将它们分期播种,分别种植在正常条件和光污染条件下,调查抽穗期并进行QTL定位分析.结果在正常条件下检测到1个位于8号染色体的qDTH8,加性效应值为3.5,是个新位点;在光污染条件下检测到4个QTLs:qDTH1, qDTH2, qDTH3-1和qDTH3-2,前三个QTLs的加性效应值分别为3, 2.5和2.5, qDTH3-2的加性效应值范围为-5～-4.仅有qDTH3-2在两个播期的光污染条件下被重复检测到,说明该QTL在长光照下稳定表达.进一步将qDTH3-2精细定位在SNP标记m122和m137之间19.1 kb的区段上.基因预测发现该区段内有3个候选基因:LOC＿Os03g54070, LOC＿Os03g54084和LOC＿Os03g54091,其中LOC＿Os03g54084是光敏色素C(phytochrome C, phyC),编码组氨酸激酶,推测该基因是qDTH3-2的候选基因.综上,在正常条件和光污染条件下分别重复检测到1个抽穗期QTL:qDTH8和qDTH3-2,进一步将qDTH3-2精细定位在19.1 kb的区段上,基因预测表明该基因是光敏色素C,为光污染下水稻抽穗期育种提供新的选择目标.

关键词： 水稻 抽穗期 光污染 QTL分析 单片段代换系 候选基因鉴定