作物早熟性基因定位與遺傳效應(yīng)的研究進(jìn)展

1、作物早熟性基因定位與遺傳效應(yīng)的研究進(jìn)展作物早熟性基因定位與遺傳效應(yīng)的研究進(jìn)展葛選良12錢春榮1王柏臣2于洋1姜宇博1(1黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所，哈爾濱150086；2中國(guó)科學(xué)院植物研究所，北京100093)摘要：摘要：對(duì)于作物育種而言，早熟性是一種優(yōu)良的綜合性狀。因此，探討如何將常規(guī)育種方法和分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合，用以縮短主要作物品種生育期，對(duì)作物生產(chǎn)的發(fā)展具有十分重要的意義。本文概括了作物早熟性相關(guān)性狀，重點(diǎn)闡述了作物早熟性

2、相關(guān)性狀定位與遺傳分析的研究現(xiàn)狀，提出了目前作物早熟性育種研究中存在的問題與未來的研究展望。關(guān)鍵詞鍵詞：作物；早熟；性狀；基因定位；遺傳效應(yīng)ResearchProgressinGeneMappingGeicEffectsofCropEarlinessGEXuanliang12QIANChunrong1WANGBaichen2YUYang1JIANGYubo1(1InstituteofTillageCultivationofHeilong

3、jiangAgriculturalScienceAcademyHarbin1500862InsituteofBotanyoftheChineseScienceAcademyBeijing100093)Abstract:Fthepurposesofcropbreedingearlinessisanexcellentcomprehensiveacter.Therefeexplinghowtocombineconventionalbreedi

4、ngmethodswithmolecularbiotechnologytoshtenthegrowthperiodofthemaincropvarietieshasveryimptantsignificancefthedevelopmentofcropproduction.Thispapersummarizesthecropearlinessrelatedtraitsfocusesonthecurrentsituationofrelat

5、edtraitslocationgeicanalysisofcropearlinessproposesexistingproblemsincurrentcropearlinessbreedingfutureresearchprospects.Keywds:cropearlinesstraitsgenemappinggeiceffects作為人類糧食和家畜飼料的主要來源以及工業(yè)生產(chǎn)的重要原材料，玉米、水稻、小麥、棉花和高粱等農(nóng)作物在世界各

6、地廣為栽培[1]。隨著耕地面積的減少以及人口的激增，人類對(duì)作物的需求量將持續(xù)呈剛性式增加。同時(shí)，由于近年來極端異常氣候的頻發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上對(duì)早熟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)且適于機(jī)械化收獲作物新品種的需求愈加迫切。對(duì)于作物育種而言，作物早熟性既是一個(gè)優(yōu)良的農(nóng)藝性狀，也是一個(gè)良好的品質(zhì)性狀。品種生育期的適宜與否不僅涉及到該品種對(duì)特定地區(qū)光溫資源的利用程度和增產(chǎn)潛力的發(fā)揮，也關(guān)系到其在地區(qū)與季節(jié)方面的適應(yīng)性大小。不同作物早熟性遺傳的研究表明，作物早熟性是一個(gè)

7、受多基因系收稿日期：20140113修回日期：20140318網(wǎng)絡(luò)出版日期：URL：基金項(xiàng)目：哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項(xiàng)資金項(xiàng)目（2012RFQYN017、RC2011QN002020）第一作者研究方向?yàn)橛衩追肿訕?biāo)記輔助育種。Email:gexuanliang@性相關(guān)性狀的遺傳，如生育期、始花期、花鈴期等均有加性效應(yīng)，同時(shí)存在顯著的顯性效應(yīng)，且加性效應(yīng)大于顯性效應(yīng)。2.2作物早熟性相關(guān)性狀的QTL定位目前，在不同水稻群體檢出的37個(gè)抽

8、穗期QTL中，有8個(gè)是基因貢獻(xiàn)率大于30%的主效QTL，這些主效QTL分別位于水稻第3、第6和第8染色體上[2830]。范術(shù)麗等[31]檢測(cè)到與短季棉早熟性狀相關(guān)的12個(gè)QTLs，其中與全生育期、霜前花率和開花期相關(guān)的QTL各1個(gè)。李珂等[32]檢測(cè)到16個(gè)控制陸地棉現(xiàn)蕾、開花、吐絮、現(xiàn)蕾吐絮、開花吐絮和結(jié)鈴的QTL且分別定位在C2、C9、C15、C17、C22、C25、C26和D3染色體上。而與擬南芥中的gai、小麥中的rht以及水稻

9、中的gid相類似，Dwarf8是玉米的一種矮化突變體且其存在花期延遲和花發(fā)育不正常的現(xiàn)象。M.Jeffry等[33]研究表明，Dwarf8與歐洲玉米種質(zhì)的開花期有關(guān)聯(lián)，而R.Jeppe等[34]指出在Dwarf8的9個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)中，有6個(gè)與開花時(shí)間有更明顯的關(guān)系而與植株高度無關(guān)。R.Koester等[20]曾在第8染色體上檢測(cè)到控制抽雄天數(shù)和吐絲天數(shù)的QTL。短日照處理下，R.Moutiq等[21]將熱帶種質(zhì)開花期的QTL定位在第1、3

10、、4、5和9染色體上，而長(zhǎng)日照處理下則定位在第3、8、9和10染色體上，但其3個(gè)主效QTLs位點(diǎn)相似且與候選基因id1、phy1、phy2、phyb1、mal、zag2和zmm1與發(fā)現(xiàn)的QTL存在連鎖關(guān)系。蘭進(jìn)好[22]在兩個(gè)生長(zhǎng)環(huán)境下定位了13、7和5個(gè)與散粉期、吐絲期和ASI相關(guān)的QTL。E.Buckler等[23]首次構(gòu)建了包含5000個(gè)重組自交系的巢式關(guān)聯(lián)作圖群體，進(jìn)行開花期QTL分析，在不同家系中發(fā)現(xiàn)大量共同的微效QTL。公強(qiáng)

11、等[24]研究表明，第8染色體上phi060umc2401區(qū)域是一個(gè)控制開花相關(guān)性狀的重要基因組區(qū)段。2.3作物早熟性相關(guān)性狀的基因與染色體定位迄今為止，水稻已發(fā)現(xiàn)20多個(gè)抽穗期相關(guān)基因，其中有17個(gè)已經(jīng)被定位。，在已定位的基因中，有5個(gè)顯性早熟基因，分別為Ef1、Efx(t)、Efy(t)、Efcd和Efs，另有1個(gè)隱性早熟基因ef(t)。K.Tsai等[35]將水稻顯性早熟基因Ef1定位于第10染色體上且其與蒼綠葉基因pgl連鎖，重

12、組值為27%，Ef1可明顯縮短水稻的基本營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，同時(shí)不影響其光周期敏感性。此外，在第10染色體的Ef1位點(diǎn)上還定位出了其等位基因Efla和Eflb[36]，而位于第3染色體上的Efcd亦是直接影響水稻基本營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的重要顯性早熟基因之一[37]。目前，在已定位的水稻抽穗期基因中，已找到了與E1、EnSe1(t)、sepa(t)和Ef1連鎖的形態(tài)標(biāo)記，還發(fā)現(xiàn)了與Se1和Se5連鎖的抗性標(biāo)記，而Se1和PS是否為同一基因位點(diǎn)還有待進(jìn)一步

13、研究[3845]。表1已知水稻品種抽穗期調(diào)控基因的定位(汪秀志，2004)Tableone1Thelocatedmappedgenesfheadingdatesofricevarieties(汪秀志，2004)[45]基因基因性質(zhì)染色體連鎖標(biāo)記Linkedmarkers參考文獻(xiàn)Commented[c1]:突變體和基因需斜體，核實(shí)修改全文Commented[c2]:表1為引用文獻(xiàn)【45】的數(shù)據(jù)？那么表1中的最后一列的參考文獻(xiàn)是否與本文后的