·常规信息
基因(座)名称每穗粒数、株高和抽穗期多效性控制基因
Grains.Height.Date-7
基因符号Ghd7
所在染色体7 (已克隆)
供体材料汕优63

Ghd7 基因位点,是一个能同时控制水稻每穗粒数、株高和抽穗期3 个性状的主效QTL。

【QTL的定位与克隆】

利用珍籼97和明恢63构建的F2:3 和重组自交系群体(RIL),Ghd7 定位于水稻第7染色体上标记R1440 和C1023 之间;进一步地,精细定位到RM5436 和RM2256 之间的79kb 的区间(Xue et al., 2008)。

明恢63 Ghd7 cDNA全长1013 bp,编码一个由257氨基酸组成的核蛋白,该产物是一个CCT(CO, CO-LIKE and TIMING OF CAB1)结构蛋白,与拟南芥CO蛋白的CCT域有很大的相似性,但又有明显的不同。此外Ghd7 蛋白没有明显的锌指结构,与拟南芥CO蛋白也没太大的同源关系。

【QTL生物学功能分析】

长日照条件下,Ghd7 的增强表达能推迟抽穗、增加株高和每穗粒数,而功能减弱的自然突变体能够种植到温带甚至更冷的地区。因此,Ghd7 在增加全球水稻产量潜力和适应性方面有非常重要的作用(Xue et al., 2008)。

单独phyA 或者phyB、phyC 共同作用可以诱导Ghd7 mRNA的积累,而phyB 单独作用可以一定程度降低Ghd7 mRNA 水平。此外phyB和phyA可以分别影响Ghd7和Hd1的活性(Osugi et al. 2011)。

Hd2Hd16Hd2Ghd7 间存在遗传互作。Hd2 及其遗传互作在控制长日照条件下抽穗期具有非常重要的作用(Shibaya et al. 2011)。

Hd1Ghd7互作形成复合体,特异与Ehd1顺式调控区域结合,抑制Ehd1的表达,Ehd1是非诱导长日照下的一个关键开花诱导因子(Nemoto et al. 2016)。

【评述】

野生型Ghd7 等位基因可使抽穗期(开花)大大延迟,株高和每穗粒数显著增加。在武汉夏天的条件下,含有野生型Ghd7 等位基因的近等基因系较轮回亲本珍汕97抽穗晚23天,株高增加了30厘米,穗粒数增加一倍,且茎秆粗壮抗倒,单株产量可提高50%,近等基因系间同时还伴随着一系列性状的变化。将野生型Ghd7 等位基因通过转基因方法转移到一些小穗、早抽穗品种中,可使这些品种的每穗粒数成倍增加,同时伴随植株增高,抽穗期延迟。研究人员发现,Ghd7 基因编码的蛋白质为一含CCT结构域蛋白家族成员,其表达和功能受光周期调控。该蛋白不仅参与了开花的调控,而且对植株的生长、分化及生物学产量有普遍的促进效应。在长日条件下,该基因的表达增强,从而推迟抽穗,植株增高,穗子变大,穗粒数增多。

【相关登录号】
基因及产物ID号:EU286801ACA14489
cDNAs及其产物:AB517629BAI77465, EU286800ACA14488
参考基因组位点:Os07g0261200(RAP-DB, Gramene←→ LOC_Os07g15770(本地MSU-RGAP←→ LOC107276161(NCBI)
参考基因组产物:XM_015790784XP_015646270
uniprot库登录号:E5RQA1
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·ONTOLOGY及相关基因
表型特征株高(TO:0000207), 抽穗期(TO:0000137), 生育期(TO:0000469), 每穗粒数(TO:0002759)
生物进程光周期-开花调控(GO:2000028)
形态构造营养生长阶段(GRO:0007139), 生殖生长阶段(GRO:0007140)
·参考文献
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  Hd1,a CONSTANS ortholog in rice, functions as an Ehd1 repressor through interaction with monocot-specific CCT-domain protein Ghd7
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  Plant Science, 2016, 252: 133-143
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  The effects of the photoperiod-insensitive alleles, se13, hd1 and ghd7, on yield components in rice
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  Natural variation in Ghd7 is an important regulator of heading date and yield potential in rice
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