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  • ·常規信息
    基因(座)名稱粒寬基因
    QTL for seed width
    基因符號qSW5
    所在染色體5 (已克隆)
    供體材料日本晴

    qSW5 是一個控制水稻籽粒寬度的主效QTL,來自日本晴的等位基因對水稻谷粒寬度的增加有促進作用。

    【QTL的發現與定位】

    利用粳稻品種日本晴和秈稻品種Kasalath 雜交構建的F2 群體,在第5染色體定位到一個控制粒寬的主效QTL,命名為qSW5。通過圖位克隆將qSW5 精細定位在2263 bp內,最后通過基因表達分析,以及互補實驗確定其中一個ORF(開放閱讀框)為qSW5

    qSW5 定位在水稻第5 染色體上,對應于9311 測序圖譜的位置(5'-3')在5727458-5727615 區間(GRAMENE)。

    【QTL的克隆和生物學功能分析】

    Kasalath 品種的qSW5 候選基因區域全長2263 bp,而寬粒品種日本晴在該區域有1212bp 的缺失(deletion)以及16 個單核苷酸的突變(SNP)。

    日本晴的qSW5 基因生物學功能表現為通過增加水稻小花外穎細胞數目,增加水稻穎殼的容量,最終表現為粒寬的增加。攜帶Kasalath qSW5 位點的進等基因系由于粒寬變小,大田產量降低10%,而通過RNAi 將Kasalath qSW5 位點中ORF1 的表達下調可以使粒寬變大而實現增產,因此功能喪失的qSW5 位點在育種中具有應用價值。

    【評注】

    通過研究亞洲各地142個古老品種水稻,除了解qSW5 基因的變異情況外,還研究了編碼顆粒結合淀粉合成酶的wx 基因,以及控制水稻落粒性的qSH1 基因變異情況。研究結果發現,通過結合qSW5wxqSH1 這3個基因的變異形成了現在的“日本晴”。這也就證明了qSW5 在水稻的人工選擇過程中扮演了重要的角色。

    通過以水稻的馴化為模型,我們可以輕松將DNA序列的改變與水稻在當地的選擇與適應聯系起來。也就是說闡明水稻的馴化過程可以解釋進化論中一些很重要的問題,如:如何將達爾文基于表型性狀改變的學說與分子水平上的變異聯系起來。

    【相關登錄號】
    cDNAs及其產物:AB433345
    參考基因組位點:
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    ·遺傳(物理)圖譜
    #圖譜名稱連鎖群開始位置終止位置
    19311序列注釋圖譜(2008)557274585727615
    ·ONTOLOGY及相關基因
    表型特征籽粒產量(TO:0000396), 粒寬(TO:0000402)
    形態構造生殖生長階段(GRO:0007140), 果實(PO:0009001)
    ·參考文獻
    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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