





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (19): 4208-4220.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.19.002
杨惠娟1,2(
), 刘祎凡2, 余晓蔓2, 黄丹霖2, 陈丹丹2, 舒亚洲2, 魏华2, 贺慧英2, 商连光2(
), 袁巧玲2(
)
收稿日期:2026-02-10
接受日期:2026-04-07
出版日期:2026-10-01
发布日期:2026-10-10
通信作者:
联系方式:
杨惠娟,E-mail:18304892416@163.com。
基金资助:
YANG HuiJuan1,2(
), LIU YiFan2, YU XiaoMan2, HUANG DanLin2, CHEN DanDan2, SHU YaZhou2, WEI Hua2, HE HuiYing2, SHANG LianGuang2(
), YUAN QiaoLing2(
)
Received:2026-02-10
Accepted:2026-04-07
Published:2026-10-01
Online:2026-10-10
摘要:
【目的】直播稻生产中,种子在厌氧条件下萌发率低、出苗不齐,制约其稳产性和推广面积。解析水稻厌氧萌发的遗传调控机制,发掘控制胚芽鞘伸长能力的关键基因,为耐淹直播稻品种选育提供基因资源。【方法】从237份供试材料中筛选出69份材料进行厌氧胚芽鞘长度和厌氧成苗率检测,发现2个性状呈显著正相关,厌氧胚芽鞘长度可作为该群体厌氧成苗率潜力的表型鉴定指标;通过厌氧萌发处理,获得237份水稻泛基因组群体材料的厌氧胚芽鞘长度表型,将表型与高密度SNP标记进行全基因组关联分析(GWAS),挖掘控制水稻耐厌氧萌发的关键遗传位点;通过基因功能注释、转录组分析和基因单倍型分析,筛选候选基因。【结果】对69份材料进行厌氧胚芽鞘长度和厌氧成苗率检测,结果显示,胚芽鞘长度与田间模拟直播淹水成苗率呈极显著正相关(r2=0.4533),证实胚芽鞘伸长能力可作为耐厌氧萌发筛选的有效指标。对237份水稻泛基因组群体材料的厌氧胚芽鞘和高密度SNP进行GWAS分析,在水稻第8和第12染色体上分别鉴定到1个新的显著关联位点,均为未见报道的新位点。将位点命名为qAG8和qAG12,在qAG8和qAG12位点区间分别检测到46和48个基因,利用基因功能注释分别在qAG8和qAG12位点筛选出29和14个具有功能注释的基因。整合转录组分析与单倍型分析,进一步筛选出4个可能与水稻耐厌氧萌发相关的候选基因:LOC_Os08g39210(编码细胞壁相关激酶OsWAK74,定位于细胞壁,负调控细胞增殖)、LOC_Os08g39290(含EF-hand结构域,可能参与钙信号转导)、LOC_Os08g39550(编码多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白,定位于细胞壁)和LOC_Os12g39830(水稻细胞周期蛋白CycD5;2,参与细胞周期调控)。【结论】成功在第8和第12染色体上鉴定到2个新的耐厌氧萌发遗传位点;并通过转录组和单倍型分析,获得4个水稻厌氧萌发候选新基因。
杨惠娟, 刘祎凡, 余晓蔓, 黄丹霖, 陈丹丹, 舒亚洲, 魏华, 贺慧英, 商连光, 袁巧玲. 水稻耐厌氧萌发QTL鉴定及候选基因挖掘[J]. 中国农业科学, 2026, 59(19): 4208-4220.
YANG HuiJuan, LIU YiFan, YU XiaoMan, HUANG DanLin, CHEN DanDan, SHU YaZhou, WEI Hua, HE HuiYing, SHANG LianGuang, YUAN QiaoLing. Identification of QTLs and Exploration of Candidate Genes Conferring Anaerobic Germination Tolerance in Rice[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(19): 4208-4220.
表1
10份耐淹种质的信息"
| 品种 Accession | 编号 No. | 亚群 Subpopulation | 有氧胚芽鞘长度 Aerobic coleoptile length (cm) | 厌氧胚芽鞘长度 Anaerobic coleoptile length (cm) |
|---|---|---|---|---|
| 9311 | NH231 | 籼稻Indica | 2.10 | 3.34 |
| Taidongludao | NH168 | 粳稻Japonica | 2.12 | 3.46 |
| NCS 458::IRGC 62290-1 | TG52 | 籼稻Indica | 3.18 | 3.48 |
| Zinuo | NH082 | 籼稻Indica | 0.18 | 3.50 |
| Nanoay P.A | NH033 | 粳稻Japonica | 1.78 | 3.56 |
| L 301B | NH133 | 籼稻Indica | 1.90 | 3.58 |
| 2037(Rajahamsal) | NH011 | 籼稻Indica | 1.52 | 3.62 |
| RY2 | NH232 | 粳稻Japonica | 2.88 | 3.78 |
| J34 | NH045 | 籼稻Indica | 1.66 | 3.82 |
| LJ | TG7 | 粳稻Japonica | 0.40 | 4.92 |
表2
qAG8与qAG12候选基因"
| 基因登录号 Accession | 基因注释 Gene annotation | 厌氧响应 Anaerobic response |
|---|---|---|
| LOC_Os08g39140 | 热激蛋白Heat shock protein | — |
| LOC_Os08g39160 | 甲酰基转移酶Formyl transferase, putative, expressed | — |
| LOC_Os08g39174 | Ty1-copia反转录转座子蛋白Retrotransposon protein, putative, Ty1-copia subclass, expressed | — |
| LOC_Os08g39180 | OsWAK受体样蛋白激酶OsWAK73 OsWAK receptor-like protein kinase OsWAK73, expressed | — |
| LOC_Os08g39210 | 壁相关激酶;类受体蛋白激酶 Wall-associated kinase 74; GRAIN WEIGHT AND NUMBER 1; receptor-like protein kinase | 下调Down regulation |
| LOC_Os08g39220 | OsWAK受体样蛋白激酶OsWAK75 OsWAK receptor-like protein kinase OsWAK75, expressed | — |
| LOC_Os08g39240 | OsWAK受体样细胞质激酶OsWAK76 OsWAK receptor-like cytoplasmic kinase OsWAK76, expressed | — |
| LOC_Os08g39250 | N6-腺嘌呤甲基转移酶样蛋白 ENHANCED DOWNY MILDEW 2-LIKE; N6-adenine methyltransferase-like (MTL) domain-containing protein | — |
| LOC_Os08g39270 | 细胞壁相关蛋白Fasciclin domain containing protein, expressed | — |
| LOC_Os08g39290 | EF手型结构域蛋白家族EF hand family protein, expressed | 上调Up regulation |
| LOC_Os08g39300 | 丝氨酸:乙醛酸氨基转移酶Serine: glyoxylate aminotransferase | — |
| LOC_Os08g39310 | SWIB/MDM2结构域蛋白SWIB/MDM2 domain containing protein, expressed | — |
| LOC_Os08g39330 | 皮肤分泌蛋xP2前体Skin secretory protein xP2 precursor, putative, expressed | 上调Up regulation |
| LOC_Os08g39350 | 甘油磷酸二酯磷酸二酯酶家族蛋白 Glycerophosphoryl diester phosphodiesterase family protein, putative, expressed | — |
| LOC_Os08g39370 | 柠檬酸转运蛋白Citrate transporter, putative, expressed | — |
| LOC_Os08g39380 | β-1,2-木糖基转移酶β-1,2-xylT β-1,2-xylosyltransferase, β-1,2-xylT, reduced culm number11 | — |
| LOC_Os08g39390 | ZOS8-10:C2H2锌指蛋白ZOS8-10:C2H2 zinc finger protein, expressed | — |
| LOC_Os08g39420 | 假尿苷-5′-磷酸糖苷酶 Pseudouridine-5′-phosphate glycosidase; Ψ-5′-phosphate glycosidase; homologous to both yeiN and PUMY | — |
| LOC_Os08g39430 | 叶绿体前体类囊体腔19 kDa蛋白Thylakoid lumenal 19 kDa protein, chloroplast precursor, putative, expressed | — |
| LOC_Os08g39440 | RNA结合蛋白RNA recognition motif containing protein, putative, expressed | — |
| LOC_Os08g39450 | A20/AN1型锌指蛋白A20/AN1 zinc-finger protein; Zinc-finger containing stress-associated protein | — |
| LOC_Os08g39460 | AGC激酶家族AGC_PVPK_like_CDK8.2-ACG kinases include homologs to PKA, PKG and PKC, expressed | — |
| LOC_Os08g39500 | 60S核糖体蛋白L31 60S ribosomal protein L31, putative, expressed | — |
| LOC_Os08g39540 | 锌指关节结构域蛋白Zinc knuckle domain containing protein, expressed | — |
| LOC_Os08g39550 | 多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白Polygalacturonase-inhibiting protein | 上调Up regulation |
| LOC_Os08g39560 | 半胱氨酸蛋白酶家族蛋白OTU-like cysteine protease family protein, putative, expressed | — |
| LOC_Os08g39570 | LRR结构域蛋白Leucine rich repeat family protein, expressed | — |
| LOC_Os08g39580 | 锌指关节结构域蛋白Zinc knuckle family protein, expressed | — |
| LOC_Os12g39750 | 保守假设蛋白Conserved hypothetical protein | — |
| LOC_Os12g39830 | 细胞周期蛋白Rice cyclin gene | 下调Down regulation |
| LOC_Os12g39850 | bHLH转录因子Root Hair Defective-Six Like (RSL) Class Ⅱ family of transcription factor; bHLH transcription factor; basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factor | — |
| LOC_Os12g39860 | 磷酸核糖基转移酶Phosphoribosyl transferase, putative, expressed | — |
| LOC_Os12g39980 | 含驱动蛋白马达结构域蛋白Kinesin motor domain containing protein, putative, expressed | 下调Down regulation |
| LOC_Os12g39990 | Dof转录因子;单锌指蛋白Dof transcription factor; DNA binding with one finger protein | — |
| LOC_Os12g40070 | B3 DNA结合结构域蛋白B3 DNA binding domain containing protein, expressed | — |
| LOC_Os12g40080 | B3 DNA结合结构域蛋白B3 DNA binding domain containing protein, expressed | — |
| LOC_Os12g40090 | B3 DNA结合结构域蛋白B3 DNA binding domain containing protein, expressed | — |
| LOC_Os12g40120 | B3 DNA结合结构域蛋白 B3 DNA binding domain containing protein, expressed | — |
| LOC_Os12g40130 | 磷酸核糖基转移酶Phosphoribosyl transferase, putative, expressed | — |
| LOC_Os12g40140 | 含F-box结构域蛋白OsFBX457 F-box domain containing protein OsFBX457, expressed | — |
| LOC_Os12g40170 | 假设蛋白Hypothetical protein | — |
| LOC_Os12g40190 | 超大GTP结合蛋白Extra-large GTP-binding protein | — |
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