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水稻地方品种重要农艺性状相关基因的全基因组关联分析取得进展

近日,中国科学院北京基因组研究所与中科院上海生科院植生生态所韩斌研究员课题组,联合中国水稻所、中科院遗传与发育研究所、美国密歇根州立大学、华中农业大学及美国康奈尔大学等单位的研究人员,利用第二代测序技术和自主开发的基因型分析方法,对517份中国水稻地方品种材料进行了全基因组测序,构建了高密度的水稻单体型图谱(HapMap),并对籼稻品种的14个重要农艺性状进行了全基因组关联分析,成功确定了这些农艺性状相关的候选基因位点。相关研究成果于10月24日以全文形式发表在《自然·遗传学》(Nature Genetics)上(doi:10.1038/ng.695)。

水稻是全球重要的粮食作物,也是植物基因组学研究的模式物种。其农艺性状包括株型(如分蘖数、株高)、产量(如小穗数、籽粒大小、千粒重)、籽粒品质(如糊化温度、淀粉含量)以及生理特征(如抗逆性、抽穗期、落粒性)等,这些性状对水稻生产和育种至关重要。克隆并解析调控这些性状的基因,对于提高水稻产量、改良品质具有重要的理论意义和应用价值。

地方品种是已适应特定农艺-气候条件的作物品种。中国幅员辽阔,水稻地方品种繁多,各自具有适应特定生产环境的独特农艺性状。阐明这些地方品种重要农艺性状的遗传基础,对提高水稻产量、保障粮食安全至关重要。本研究通过测定517个水稻地方品种的全基因组序列,并采用新的数据归类方法构建了高密度单体型图谱,鉴定了约360万个单核苷酸多态性(SNP)位点。利用373个籼稻品种群体,对14个农艺性状(涵盖株型、产量、籽粒品质和生理特征等)进行了全基因组关联分析。通过连锁分析鉴定的位点可解释约36%的表型变异,其中6个位点的峰值信号与先前鉴定的农艺性状基因紧密连锁。

本研究为水稻遗传学研究和育种提供了重要的基础数据,并证实了结合第二代高通量基因组测序与全基因组关联分析的研究方法,是对传统双亲杂交分析复杂性状策略的有力补充。

(责任编辑:glia)