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研究前沿

Genome-wide association studies reveal that members of bHLH subfamily 16 share a conserved function in regulating flag leaf angle in rice (Oryza sativa).

信息来源: 发布日期: 2018-04-05 浏览次数:

2018年4月4日,PLOS Genetics在线发表了华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室、国家植物基因研究中心(武汉)与长江大学主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心邢永忠教授为通讯作者的题为“Genome-wide association studies reveal that members of bHLH subfamily 16 share a conserved function in regulating flag leaf angle in rice (Oryza sativa)”的研究论文。


http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1007323

作为植物理想株型的重要组成要素之一,叶夹角尤其是剑叶夹角(FLA)对水稻产量影响较大。该研究利用来自世界各地的水稻核心种质来阐明剑叶夹角的遗传基础,对水稻分子设计育种具有重要意义。利用全基因组关联分析(GWAS)在武汉和海南分别检测到40个和32个控制水稻剑叶夹角的QTL,其中8个QTL在这两个环境均检测到,在籼稻和粳稻亚群中分别检测到2个和3个QTL。此外,通过单体型水平关联分析证实了控制水稻剑叶夹角的5个候选QTL。这些结果表明籼稻和粳稻亚群的剑叶夹角具有不同的遗传基础。OsbHLH153和OsbHLH174对参与植物株型调控的BR与IAA迅速响应,而OsbHLH173的表达水平过低而无法检测到。过表达OsbHLH153、OsbHLH173和OsbHLH174使得水稻叶夹角增大。结合前期研究结果,证实bHLH转录因子第16亚家族中的6个成员在调控水稻剑叶夹角方面具有功能保守性。与研究人员前期关于分蘖角度GWAS的比较显示,仅有一个QTL对剑叶夹角和分蘖角度具有多效性,表明剑叶夹角和分蘖角度遗传基础的相关性较低。通过将控制籼稻剑叶夹角的有利等位基因与控制粳稻分蘖角度的有利等位基因进行亚种间杂交,可培育出具有理想株型的水稻新品种。

该研究解析了水稻剑叶夹角的遗传基础,为培育水稻理想株型提供了新的基因资源。

Fig 3. OsbHLH174overexpression transgenic plants showed an increase in the leaf angle.