【摘 要】
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水稻是非常重要的粮食作物,增加其产量是保障粮食安全的前提。以节约土地和资源为特点的再生稻栽培模式能提高稻田复种指数和产量。近年来,缺乏再生力强的品种成为水稻增产的主要限制因素之一,再生力的强弱通过影响再生稻的有效穗数进而最终影响产量。目前关于控制再生稻分蘖的基因挖掘鲜有报道,因此,挖掘控制再生稻分蘖数的相关QTL/基因,对提高再生稻产量具有重要意义。本研究以课题组前期筛选的极端表型材料及其构建的F
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水稻是非常重要的粮食作物,增加其产量是保障粮食安全的前提。以节约土地和资源为特点的再生稻栽培模式能提高稻田复种指数和产量。近年来,缺乏再生力强的品种成为水稻增产的主要限制因素之一,再生力的强弱通过影响再生稻的有效穗数进而最终影响产量。目前关于控制再生稻分蘖的基因挖掘鲜有报道,因此,挖掘控制再生稻分蘖数的相关QTL/基因,对提高再生稻产量具有重要意义。本研究以课题组前期筛选的极端表型材料及其构建的F2分离群体和F2:3株系为供试材料,采用GSR40K基因芯片方法来挖掘控制再生稻分蘖的QTL,以期检测到更多更可靠的位点。之后利用ICIMapping4.2软件的完备区间作图法（ICIM）对前期课题组利用QTL-seq法筛选的候选区段以及采用GSR40K基因芯片方法获得的区段进行QTL分析,并结合基因功能注释,筛选候选基因,为解析再生稻分蘖的遗传机制、选育再生力强的水稻品种以及后续发掘和克隆相关主效基因奠定基础。主要研究结果如下:（1）水稻再生季分蘖能力的QTL定位本研究以再生分蘖数差异显著的2份材料为亲本构建的F2分离群体衍生的F2:3株系为研究材料,2020年在湖北荆州对亲本及F2:3株系的再生分蘖数进行表型鉴定,构建极端混池,利用GSR40K基因芯片进行测序,从基因芯片的分型结果和表型的鉴定结果推测水稻再生季分蘖可能是由隐性基因控制,最终将控制再生稻分蘖数的3个QTL（q RTN2、q RTN3、q RTN8）定位在2、3、8号染色体上,q RTN2（0.86-1.73 Mb）区间总长0.87 Mb,q RTN3（3.05-6.08 Mb）区间总长3.03 Mb,q RTN8（22.5-26.0 Mb）区间总长3.5 Mb。前期采用QTL-seq分析将控制再生稻分蘖数的2个QTL（q RTN1-1、q RTN1-2）定位在1号染色体上,q RTN1-1（14.86-17.82 Mb）区间总长2.96 Mb,q RTN1-2（36.30-39.96 Mb）区间总长3.66 Mb。（2）水稻再生季分蘖能力的候选基因挖掘本研究以前期构建的再生分蘖数表型分离的F2群体为研究材料,2021年分别在湖北荆州和海南陵水对亲本及F2株系的再生分蘖数进行表型鉴定,对前期利用QTL-seq分析和GSR40K基因芯片分析定位的5个目标基因所在区段根据基因组序列的多态性设计标记引物,采用完备区间作图法对候选区段进行QTL分析,其中q RTN1-1、q RTN1-2、q RTN3和q RTN8在两个环境下同时被检测到,q RTN1-1缩小至15.14-17.16 Mb,RTN1-2缩小至36.46-37.88 Mb,q RTN3缩小至3.26-5.36 Mb,q RTN8缩小至24.77-25.82 Mb。将本试验定位QTL与前人分蘖性状QTL相比对,结果显示,q RTN1-2、q RTN3和q RTN8位于已经定位水稻分蘖性状QTL区间内,为本研究的有效目标位点。结合基因注释结果,在q RTN1-2、q RTN3和q RTN8中筛选获得14个候选基因。分别为LOC＿Os01g63460、LOC＿Os01g63930、LOC＿Os01g64360、LOC＿Os01g64660（MOC2）、LOC＿Os01g65200（Os NPF5.16）、LOC＿Os03g07250（CYP704B2）、LOC＿Os03g07430（Os RLCK102）、LOC＿Os03g07530（Os FBK12）、LOC＿Os03g07540（Osb HLH153）、LOC＿Os03g08460（Os EBP-89）、LOC＿Os03g08754（Os MDP1）、LOC＿Os08g39640、LOC＿Os08g39730、LOC＿Os08g39890（Os SPL14）,其中LOC＿Os01g64660（MOC2）、LOC＿Os01g65200（Os NPF5.16）、LOC＿Os08g39890（Os SPL14）为前人研究控制水稻分蘖的基因。
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