不同氮处理下水稻剑叶叶宽的全基因组关联分析

摘要：

[目的]探索水稻剑叶叶宽调控及其对氮肥响应的遗传机理,为氮高效水稻新品种的培育提供新的种质资源和基因标记.[方法]以1 34份水稻地方种质资源为关联分析材料,通过基因组重测序发掘获得了3 356 591个分布于全基因组的高密度SNP位点(single nucleotide polymorphism,SNP).在大田栽培条件下,以施氮量为主区,品种为裂区的设计,设计低氮(不施氮肥,N0)、正常氮(纯氮96 kg·hm-2,N1)和高氮(纯氮192 kg·hm-2,N2)3种氮肥处理.于水稻成熟期分别调查水稻剑叶叶宽在低、中、高3种氮肥处理下的表现及响应,结合EMMAX软件计算群体亲缘关系矩阵和EIGENSOFT软件分析群体结构,采用纳入亲缘关系矩阵及群体结构的混合线性模型开展全基因组关联分析.[结果]水稻剑叶叶宽在N0、N1、N2 3种氮肥处理下均呈正态分布,并表现丰富的变异.剑叶叶宽受品种差异及氮水平的影响,且与施氮水平呈显著正相关.在N0、N1、N2氮处理下共检测到14个与剑叶叶宽显著相关的SNP位点.其中,低氮处理下检测到的SNP位点的最小等位基因频率均大于0.46,表明此类SNP在关联群体中广泛存在;中氮和高氮水平下检测到的SNP位点的最小等位基因频率均较小,是一类较为稀有的SNP位点.位于第1 2染色体上的一个SNP (chr12:15 066 507)位点在正常氮及高氮处理下均被检测到,在高氮处理下还检测到的另一显著性位点,其候选区间内包含一候选基因LOC_ Os12g2S660,该基因与业已报道的叶宽性状相关基因OsBR6ox同属于细胞色素P450家族.根据不同氮处理下剑叶叶宽的响应,鉴定出20与低氮响应有关的SNP位点,8个位点与高氮响应有关.其中与高氮响应的显著性位点中,位于第1染色体显著性峰候选区间包含业已克隆的与氮素利用相关的基因OsATG7.[结论]通过全基因组关联分析共检测到42个与剑叶叶宽及其在不同氮处理下叶宽响应相关的显著性关联位点.

关键词：水稻、全基因组关联分析、叶宽、氮肥

所属期刊栏目：50

分类号：S5 ;S15

资助基金：国家自然科学基金91435105、31661143006、31371581;中国农业科学院科技创新工程项目

在线出版日期：2017-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2635-2646