水稻粒重的遗传与分子生物学研究进展

《水稻粒重的遗传与分子生物学研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、专论与研究DOI：10.3969/j.issn.1006-8082.2013.06.0042013，19（6）：17-20，22水稻粒重的遗传与分子生物学研究进展1,3#2,3#13*阮班普田福宽马伯军高振宇（1浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华321004；2杭州师范大学，杭州310036；3中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室，杭州310006；#并列第1作者；*通讯作者，E-mail：gaozhenyu@caas.cn）摘要：水稻是世界重要的粮食作物，而粒重又是水稻产量的构成因子。揭示水稻粒重的遗传规律，对于粮食产量的提高具有重大意义。本文综述了现阶段水

2、稻粒重方面的研究进展，包括粒重的影响因素和遗传特点，以及粒重相关数量性状位点（QTL）的定位克隆和在分子育种上的应用，并提出了该研究领域目前存在的问题和今后的发展方向。关键词：水稻；粒重；QTL；分子育种中图分类号：S511文献标识码：A文章编号：1006-8082（2013）06-0017-05粮食是人类生存和发展的基础，是人类文明得以码一泛素相关结构域蛋白的HGW基因可能直接通过[7]发展的先决条件。近年来，随着全球气候的变化和耕地GIF1来控制水稻粒重。的减少，粮食的生产力有所降低；生物燃料和新能源的当然，环境因素对水稻粒重的影响也不容忽视。早兴起又“吃掉”了部

3、分粮食。据联合国人口基金会调查，期的研究表明，在籽粒灌浆期如果水分供应不足，千粒2011年世界人口已达70亿，推测第80亿人口将出现重会降低，从而对产量造成影响。灌浆早期的光照也是在2025年，这将加剧世界范围的粮食危机。因此，如何重要影响因素之一，如果早期光照不足，对粒重的影响提高粮食产量，满足日益增长的需求，已经成为各国普将是后期无法弥补的。影响千粒重的环境因素还有很[8-9]遍关注的问题。多，如温度、盐浓度、空气污染和栽培方法等。空间搭水稻作为重要的粮食作物，供给世界上一半以上载研究发现，供试品系在空间诱变后粒形和千粒重均[10]的人口。在我国13亿人口中，就有

4、近60%人口以大米发生了有利变异。研究表明，同一水稻基因型在4种[11]为主食。粒重是水稻产量构成的三要素之一，一般以千氮素水平下千粒重的极差最高达6.67g。[1]粒重计算。世界上千粒重最大的水稻品种可达70g2水稻粒重在遗传学上的特点[2]以上，超过45g的品种就有18个。不同品种的粒重差异显著，例如大粒品种SLG-1的千粒重可以达到59有关粒重遗传的研究起步较早，经过多年的研究，[3]g左右，而小粒品种日本晴仅为22g左右。千粒重是获得了大量研究成果。水稻粒重遗传主要有以下5个水稻库容量和产量潜力的重要决定因素，在一定的条特点。[4]件下，千粒重与产量成显著正相

5、关。因此，研究水稻粒2.1典型的数量性状重的遗传规律，将有助于水稻品种的改良和粮食产量粒重表现为典型的数量性状，在所研究的水稻群的提高。体中，粒重基本上呈连续分布。有研究认为，粒重由主[12]效基因和一些分布不平衡的微效多基因共同控制；1影响水稻粒重的因素[13]多数研究显示，粒重受多基因的加性效应控制。影响水稻粒重的因素较多，总结起来主要有两方2.2粒重的遗传力高面：一方面是粒重本身的遗传因素，另一方面就是外界粒重在水稻产量构成要素中遗传力最高，一般为的环境因素。在遗传方面，粒重遗传力的大小和来自亲80%左右。曾有试验表明，水稻中各经济性状的遗传力本的母性遗传直接影

6、响粒重；同时，粒重还受到多基因大小从大到小依次为生育期、粒重、株高、穗长、穗粒数[14]的加性效应控制。此外，矮秆基因会降低千粒重，有效。粒重的平均遗传力为75.48%，不同组合间较为一穗数、穗粒数和结实率等与产量相关的性状也会对粒[5]重造成影响。在粒形稳定的情况下，籽粒灌浆的程度收稿日期：2013－07－18会影响粒重的大小。负责编码水稻蔗糖酶（转化酶）的基金项目：国家自然科学基金（31071485）；国家“863”项[6]GIF1基因通过控制籽粒灌浆来影响水稻的产量，编目（2012AA10A302-3）··17阮班普等：水稻粒重的遗传与分子生物学研究进展2013

7、，19（6）：17-20，22表1已报道精细定位的水稻粒重相关QTL定位群体定位的QTL所在染色体所用标记参考文献Jefferson/O.rufipogongw3.13RM1164,RM6266,[19]近等基因系JL123,JL109Hwaseongbyeo/O.rufipogongw8.18RM23201,CNR151,[20]BC3F3近等基因系RM30000,CNR99蜀恢881/Y34Mi3(t)3RM6283,RM282[23]F2群体蜀恢527//蜀恢527/小粒Lk-4(t)3P1-ERV,P2-SacI,P3-MboI[24]回交组