·常规信息
基因(座)名称粒宽基因
QTL for seed width
基因符号qSW5
所在染色体5 (已克隆)
供体材料日本晴

qSW5 是一个控制水稻籽粒宽度的主效QTL,来自日本晴的等位基因对水稻谷粒宽度的增加有促进作用。

【QTL的发现与定位】

利用粳稻品种日本晴和籼稻品种Kasalath 杂交构建的F2 群体,在第5染色体定位到一个控制粒宽的主效QTL,命名为qSW5。通过图位克隆将qSW5 精细定位在2263 bp内,最后通过基因表达分析,以及互补实验确定其中一个ORF(开放阅读框)为qSW5

qSW5 定位在水稻第5 染色体上,对应于9311 测序图谱的位置(5'-3')在5727458-5727615 区间(GRAMENE)。

【QTL的克隆和生物学功能分析】

Kasalath 品种的qSW5 候选基因区域全长2263 bp,而宽粒品种日本晴在该区域有1212bp 的缺失(deletion)以及16 个单核苷酸的突变(SNP)。

日本晴的qSW5 基因生物学功能表现为通过增加水稻小花外颖细胞数目,增加水稻颖壳的容量,最终表现为粒宽的增加。携带Kasalath qSW5 位点的进等基因系由于粒宽变小,大田产量降低10%,而通过RNAi 将Kasalath qSW5 位点中ORF1 的表达下调可以使粒宽变大而实现增产,因此功能丧失的qSW5 位点在育种中具有应用价值。

【评注】

通过研究亚洲各地142个古老品种水稻,除了解qSW5 基因的变异情况外,还研究了编码颗粒结合淀粉合成酶的wx 基因,以及控制水稻落粒性的qSH1 基因变异情况。研究结果发现,通过结合qSW5wxqSH1 这3个基因的变异形成了现在的“日本晴”。这也就证明了qSW5 在水稻的人工选择过程中扮演了重要的角色。

通过以水稻的驯化为模型,我们可以轻松将DNA序列的改变与水稻在当地的选择与适应联系起来。也就是说阐明水稻的驯化过程可以解释进化论中一些很重要的问题,如:如何将达尔文基于表型性状改变的学说与分子水平上的变异联系起来。

【相关登录号】
cDNAs及其产物:AB433345
参考基因组位点:
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·遗传(物理)图谱
#图谱名称连锁群开始位置终止位置
19311序列注释图谱(2008)557274585727615
·ONTOLOGY及相关基因
表型特征籽粒产量(TO:0000396), 粒宽(TO:0000402)
形态构造生殖生长阶段(GRO:0007140), 果实(PO:0009001)
·参考文献
1Song Yan;Guihua Zou;Sujuan Li;Hua Wang;Heqin Liu;Guowei Zhai;Peng Guo;Hongmiao Song;Changjie Yan;Yuezhi Tao
  Seed size is determined by the combinations of the genes controlling different seed characteristics in rice
  Theoretical and Applied Genetics, 2011, 123(7): 1173-1181
2Ayahiko Shomura;Takeshi Izawa;Kaworu Ebana;Takeshi Ebitani;Hiromi Kanegae;Saeko Konishi & Masahiro Yano
  Deletion in a gene associated with grain size increased yields during rice domestication
  Nature Genetics, 2008, 40(8): 1023-1028
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