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CGM第424期-魏鑫-通过18K群体的基因组研究解析水稻数量性状遗传基础
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水稻数量性状基因(QTL基因)的数量、效应和遗传互作等遗传基础还不清楚,利用自然群体进行GWAS分析研究水稻遗传基础受到群体结构和基因频率的限制。针对上述问题,本研究分析筛选出涵盖水稻全类群的16份代表性品种,通过巢式群体设计对这些品种进行充分的杂交混血,形成了包含18421份纯合株系的18K群体。研究对16份亲本和18K群体进行了基因组解析,考察了18K群体的16套农艺性状,鉴定到了1207个QTL位点。这些基因位点能够解释49.9%的性状变异,相当于狭义遗传力的88.8%。研究综合亲本间基因变异、每套子群体的定位结果、基因表达、同源基因功能等多组学信息,开发了名为RiceG2G的数量性状基因发掘方法。研究共发掘到96个候选QTL基因,对其中两个候选基因OsMADS22和OsFTL1进行了功能验证。 基因的遗传互作,也被称为上位性,在自然界中普遍存在,然而水稻哪些基因存在上位性以及上位性效应对农艺性状的影响究竟有多大还不清楚。研究估算出水稻农艺性状的广义遗传力平均为0.69,基因组上位性效应和加性效应的整体比值大约为1:6.4。进一步,研究鉴定到1013 个QTL-QTL互作对和决定遗传背景效应的170对掩蔽型上位性,并以多效性基因为核心构建了水稻QTL基因的遗传互作网络。研究将为水稻分子育种改良提供理论支持。
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