水稻分蘖角度基因TIG1功能性分子标记的开发和应用_李珍珠.pdf

DOI：10.13430/ki.jpgr.20221108001植物遗传资源学报 2023，24（3）：808-816Journal of Plant Genetic Resources水稻分蘖角度基因TIG1功能性分子标记的开发和应用李珍珠，彭清祥，邱先进，徐俊英，李志新，刘海洋（农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室（部省共建）/主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心/长江大学农学院，湖北荆州 434000）摘要：水稻分蘖角度是水稻株型建成的重要性状之一，对水稻产量有着重要的贡献。目前水稻中可利用的分蘖角度调控基因主要有TAC1（Tiller Angle Control 1）和TIG1（Tiller Inclided Growth 1），需进一步挖掘新的可用基因资源和分子标记以促进水稻理想株型育种。本研究中以大角度的野生稻为供体，小角度的栽培稻珍汕97为受体构建了BC3F2群体，在第54号家系中分蘖角度存在分离，利用QTL-seq技术进行水稻分蘖角度的QTL定位，在8号染色体上检测到一个QTL位点。通过对区间内已知基因的序列比对提出TIG1为候选基因。根据TIG1启动子449 bp处CT的关键变异设计KASP功能性分子标记，并在定位群体和育成品种中进行了验证，证实利用该KASP标记可以准确地鉴定出TIG1位点的基因型。TIG1在粳稻中以大角度基因型TIG1占绝对优势，而在籼稻中61.40%的品种为小角度基因型tig1，38.40%的品种为大角度基因型TIG1，对水稻株型改良有着重要的潜在利用价值。该KASP标记的开发为水稻分蘖角度的分子标记辅助改良提供了新工具，有望加快水稻理想株型的育种进程。关键词：水稻；分蘖角度；KASP分子标记；TIG1Development and Application of Functional Molecular Marker of Rice Tiller Angle Gene TIG1LI Zhen-zhu，PENG Qing-xiang，QIU Xian-jin，XU Jun-ying，LI Zhi-xin，LIU Hai-yang（Ministry of Agriculture and Rural Affairs Key Laboratory of Sustainable Crop Production in the Middle Reaches of the Yangtze River（Co-construction by Ministry and Province）/Hubei Collaborative Innovation Center for Grain Industry/College of Agriculture，Yangtze University，Hubei Jingzhou 434000）Abstract：The tiller angle is one of the most important traits in the plant architecture of rice，which significantly determines the rice yield.At present，the major tiller angle genes in rice are TAC1（Tiller Angle Control 1）and TIG1（Tiller Inclided Growth 1）.It is necessary to further explore new loci and molecular markers to promote ideal plant architecture breeding in rice.In this study，a BC3F2 population was developed using large-angled wild rice as the donor and small-angled cultivar Zhenshan 97 as the recipient，and tiller angle separation was observed in the 54th line.QTL mapping of tiller angel was performed using QTL-seq，and a QTL was detected on chromosome 8.TIG1 was identified as the candidate gene through sequence comparison of known genes within the interval.A KASP functional molecular marker was designed based on the causal variation of CT at 449 bp in the promoter of TIG1.The marker was verified in the mapping population and varieties，and it was confirmed that the KASP marker can accurately identify the genotype of the TIG1 locus.In Geng/Japonica TIG1 with large angle is dominant，while 61.40%and 38.40%of Xian/Indica varieties carry tig1 with small angle and TIG1 with large angle，respectively.This marker has significant potential utilization value 收稿日期：2022-11-08 修回日期：2022-12-26 网络出版日期：2023-02-01URL：https：/doi.org/10.13430/ki.jpgr.20221108001第一作者研究方向为水稻遗传育种，E-mail：；彭清祥为共同第一作者通信作者：刘海洋，研究方向为水稻环境适应性的遗传机制，E-mail：基金项目：国家自然科学基金（32071989）；湖北省重点研发计划（2022BBA002）Foundation projects：National Natural Science Foundation of China（32071989）；The Key Research and Development Program of Hubei Province（2022BBA002）3 期李珍珠等：水稻分蘖角度基因TIG1功能性分子标记的开发和应用for improvement of rice plant architecture.The development of this KASP marker provides a new tool for molecular marker-assisted improvement of rice tiller angle and is expected to speed up the breeding process for the ideal rice plant architecture.Key words：rice；tiller angle；KASP molecular maker；TIG1近年来，随着世界人口的不断增加，人类对粮食的需求量也不断攀升。水稻是全球近50%人口的主要粮食，水稻产量的高低影响着世界粮食安全，高产成为水稻遗传育种长期以来的主要追求目标。株型是影响水稻产量的重要因素之一，分蘖角度对株型有着显著影响，因此通过优化分蘖角度培育具有理想株型的品种是作物在单位面积土地上实现高产的重要手段1-3。水稻分蘖角是分蘖和垂直线之间的夹角，主要取决于基生分蘖节的生长。当分蘖节的近轴生长大于其远轴生长时，分蘖角较大，反之，分蘖角较窄。自从水稻基因组测序的完成开发出大量DNA标记并应用到水稻QTL（Quantitative trait locus）定位之后，大大加速了水稻分蘖角度基因的定位和克隆。近些年来，已经克隆了多个影响水稻分蘖角度的基因。这些基因可以根据其调控方式分为3种类型4：（1）通过影响向地性调节水稻分蘖角度：Loose Plant Architecture 1（LPA1）通过影响淀粉质体的沉积速率来调节分蘖角度和茎的向地性5；OsAGPL1和 OsAGPL3 编 码 ADP-glucose pyrophosphorylase（AGP）的大亚基，通过影响水稻叶鞘、叶枕中的淀粉合成来调节水稻茎向地性和分蘖角6；LAZY2编码一种新的叶绿体蛋白，可以和 Oryza sativa plastidic phosphogluc-omutase（OspGM）相互作用来调节重力感应细胞中的淀粉合成，影响LAZY1介导的生长素的侧向运输进行分蘖角度的调控7。（2）通过影响生长素的含量和分布来调节水稻分蘖角度的基因：LAZY1通过介导重力刺激时生长素的不对称分布来调节水稻分蘖角度和向地性，lazy1突变体因为向地性降低表现出大分蘖角度表型8。Brevis Radix-Like 4（BRXL4）通过影响LAZY1的核定位来调节水稻的向地性和分蘖角度9。HEAT STRESS TRANSCRIPTION FACTOR 2D（HSFA2D）诱导 LAZY1 的转录来影响生长素的不对称分布，进而调节水稻分蘖角度9。WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX6（WOX6）和WOX11这两个转座子基因通过影响生长素的不对称分布来调节水稻分蘖角度10。OsHOX1和OsHOX28作用于HSFA2D的上游，减弱了植物生长素的横向转运，从而抑制了WOX6和WOX11在接受重力刺激的植物茎基下部的表达11。OsPIN1 和 OsPIN2 与HSFA2D作用，通过影响生长素的不对称分布来调节水稻分蘖角度12-13。PLANT ARCHITECTURE AND YIELD1（PAY1）和 Tiller Angle Control 4（TAC4）都通过调节生长素的运输和分布来调节水稻分蘖角度14-15。（3）调控途径未知的基因：PROSTRATE GROWTH 1（PROG1）的人工选择导致水稻植株结构发生巨大变化，不仅导致生长习性从匍匐生长转变为直立生长，而且提高了水稻产量，匍匐生长植株的主穗粒数仅为直立生长植株的主穗粒数的57.6%16-17。非洲野生稻由匍匐生长向直立生长的非洲栽培稻的转化是由PROG7的选择导致18。此外，RICE PLANT ARCHITECTURE DOMESTICATION（RPAD）基因座的110 kb和113 kb的缺失，分别促进了亚洲栽培水稻和非洲栽培稻从匍匐生长向直立生长的转变19。Tiller Angle Control 1（TAC1）位于9号染色体上，是粳稻和籼稻分蘖角度不同的关键调控因子20。Tiller Angle Control 3（TAC3）位于3号染色体上，与D2和TAC1一起作用，通过调节LOC_Os03g51660的表达来调控水稻分蘖角度21。TILLER INCLINED GROWTH 1（TIG1）位于8号染色体上，编码TCP转录激活因子，主要在分蘖基部进行表达。TIG1基因通过正向调控细胞扩张基因EXPA3、EXPB5和SAUR39促进远地侧细胞伸长，导致近地侧和远地侧细胞伸长不平衡来使分蘖角度增大。根据TIG1基因1329 bp启动子、801 bp编码区和502 bp非编码区的序列变异，将216份材料的序列分为9种单倍型。进一步通过表型和表达量的分析发现H1单倍型为小角度，比较不同单倍型序列发现位于启动子区域的 SNP7（648 bp）、SNP9（449 bp）、SNP12（310 bp）位点的变异为H1单倍型所特有，推测为导致TIG1基因功能分化的关键变异22。目前虽然已经克隆了多个水稻分蘖角度调控基因，并构建了水稻株型调控网络，但能在水稻育种中应用的基因很少。向地性途径和生长素途径的基因主要通过突变体克隆，其是否具有功能性的自然变异不清楚；明确具有功能性自然变异的基因仅有PROG1、TAC1和TIG1。其中PROG1在栽培稻809植物遗传资源学报24 卷中已经固定为无功能型，仅TAC1和TIG1在水稻栽培品种中具有明确的功能变异位点。遗传分析表明 TIG1 和 TAC1 对分蘖角度的调控具有加性互作22。因此，TAC1和TIG1是目前水稻品种中分蘖角度差异的重要调控基因，也是分子辅助选择育种的主要位点。功能性分子标记是进行分子标记辅助选择育种最为精准的工具。TIG1是2019年克隆的主效基因，在近等基因系中成熟期分蘖角度相差约30，对水稻株型改良有着较大的应用前景，但目前尚缺乏TIG1的功能性标记21。本研究利用TIG1的变异位点开发出准确、便捷的 KASP（Kompetitive Allele Specific PCR）标记，为水稻分蘖角及株型改良提供了有效的工具。1材料与方法1.1植物材料本研究以普通野生稻（O.rufipogon Griff.）为供体，栽培稻珍汕97为受体构建BC3F2群体。野生稻表现为大分蘖角度（分蘖角度为33.1），珍汕97表现为小分蘖角度（分蘖角度为4.6）。其中第54号家系出现分蘖角度分离，将该家系种植500株以进行基因定位工作。4713份种质资源材料的TIG1基因型结果来自RiceVarMap2网站http：/ 20 个种质资源进行 KASP 标记验证，包含 10 个粳稻，10个籼稻。在3，000 Rice Genomes Project中10个粳稻的品种编号：IRIS 313-10430、IRIS 313-9438、CX165、CX139、CX356、IRIS 313-9002、IRIS 313-8168、IRIS 313-8118、CX32、CX277；10个籼稻品种编号：IRIS 313-11245、CX50、IRIS 313-8914、IRIS 313-7815、IRIS 313-7816、CX270、IRIS 313-11622、IRIS 313-7807、IRIS 313-9822、CX347。1.2混池测序与QTL作图在54号家系中选取分蘖角度小于5的30个单株构成小角度混合池，选取分蘖角度大于 35的30个单株构建大角度混合池。每个混合池中的个体均取等量叶片样品抽提DNA构成混池 DNA，运用二代测序法对两个混池DNA样品进行30全基因组测序（建库测序由北京诺禾致源科技股份有限公司完成）。测序数据用fastp处理后使用SIMPLE Pipeline 流程进行 QTL 定位分析23，主要包括用Burrow-Wheeler Aligner（BWA）进 行 reads 比 对、Genome Analysis Toolkit4（GATK4）进行变异位点提取、在 R 语言中用滑窗对SNP-index 进行计算作图。1.3候选基因的序列比对将两个混池的测序数据对比到日本晴RGAP第7版参考基因组后（http：/rice.uga.edu/index.shtml），在比对结果bam文件中提取出候选基因的序列，通过ClustalW网站进行序列比对，确定SNP位点的存在，并将比对的结果在ENDscript/ESPript网站中进行作图。1.4TIG1的KASP标记和紧密连锁InDel标记的开发根据此前报导的 TIG1 功能性变异位点，在TIG1启动子449 bp 处CT的突变为功能性变异位点之一。在SNP位点左侧设计上游分型引物F1（GACGTGTGTACAAGTGTAGTACTCC）和F2（GACGTGTGTACAAGTGTAGTACTCT）。在设计好的上游分型引物 F1 和 F2 的 5 末端，分别加上 FAM（GAAGGTGACCAAGTTCATGCT）、VIC（GAAGGTCGGAGTCAACGGATT）接头。再设计下游共同引物PR25（ATGAATATGAGCAAAAGTCTTACATTACG），其3 端避开A碱基。最终产物长度为83 bp。针对距TIG1基因约5.8 kb处的一个9 bp缺失设计InDel分子标记，扩增产物大小为108 bp/117 bp，该标记与TIG1启动子449 bp处CT的突变位点紧密连锁，用于KASP分子标记结果的验证。引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。1.5基因型鉴定用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）法提取DNA，并将DNA的浓度调整为4060 ng/L24。对提取的叶片DNA，利用设计好的KASP分子标记进行PCR扩增。PCR反应体系为5.0 L，包含2.5 L FLU-ARMS 2PCRMix V4（广州固德生物技术有限公司），0.05 L 上游分型引物F1，0.05 L上游分型引 物 F2，0.15 L 下 游 通 用 引 物 R，0.5 L DNA Template，ddH2O补充至5.0 L。PCR反应程序为：95预变性10 min，10个循环的降落PCR 95 15 s，61 55 （0.6/循环），35 个循环的扩增（95 15 s，55 1 min），25 1 min降温至室温。利用荧光定量PCR仪进行结果观察与记录。利用设计的InDel分子标记对提取的DNA进行PCR扩增。PCR反应体系为10.0 L，包含7.14 L ddH2O，1.0 L10Taq Buffer，0.2 L dNTP Mix，0.3 L 上游引物ZZp1，0.3 L下游引物ZZp2，0.06 L Taq DNA Polymerase（南京诺唯赞生物科技股份有限公8103 期李珍珠等：水稻分蘖角度基因TIG1功能性分子标记的开发和应用司），1.0 L DNA Template。PCR反应程序为：95 预变性3 min，35个循环的扩增（95 15 s，58 30 s，72 30 s），72 5 min，25 1 min降温至室温。通过4%的聚丙烯酰胺凝胶电泳来进行结果的查看。2结果与分析2.1BSA-Seq获得QTL候选位点野生稻（分蘖角度为33.1）和珍汕97（分蘖角度为 4.6）分蘖角度差异显著，T 检验 P=2.83E-0.60.05（图1）。以野生稻为供体亲本，珍汕97为轮回亲本构建BC3F2群体，并在54号家系中发现分蘖角度的分离，构建极端混池进行全基因组测序，在去除低质量Reads之后，以日本晴为参考基因组进行比对。极端大分蘖角度混合池和极端小角度混合池中分别有3247986和2702916条Reads被比对到日本晴参考基因组上。经过 SIMPLE Pipeline进行分析，发现 8 号染色体后方区段 1840851925985552 bp处有明显的SNP-index 指示峰，暗示了该位置存在1个QTL qTAC8（图2）。此前的研究表明，水稻分蘖角度主效基因TIG1位于8号染色体上的2093129820932089 bp22。8号染色体上的分蘖角QTL位点包含了已知基因TIG1。从混合池基因组测序结果中提取TIG1基因序列，通过ClustalW网站比较大分蘖角度混合池与小分蘖角度混合池在TIG1基因处的序列差异，并在ENDscript/ESPript 网站中作图。序列比较发现54号家系中存在TIG1基因的3个功能性SNP突变：648 bp AG，449 bp CT，310 bp CT，与已报道TIG1的功能突变位点一致，因此推测TIG1为候选基因（图3）。2.2TIG1功能性KASP分子标记的开发和验证对4713份种质资源的测序数据分析表明，TIG1基因的3个SNP位点紧密连锁，基本不存在分离。通过对 3 个突变位点前后的碱基序列分析，选择TIG1基因启动子区域449 bp处的功能性突变位点CT设计KASP功能性分子标记，以SNP位点上下游序列为标准，设计一条反向通用引物PR25、两条等位基因特异引物PF23和PF24。根据8号染色体20936731 bp处的9 bp缺失，设计InDel分子标记，以缺失上下游序列为标准，设计正向特异性引物ZZp1和反向特异性引物ZZp2（表1）。由测序结果得知C为大角度基因型，T为小角度基因型。利用KASP分子标记对亲本和BC3F2群体中54号家系随机46个单株的DNA样品进行基因分型（图4）。结果表明亲本野生稻为C/C基因型，A图和B图左边为珍汕97，右边为野生稻A and B show Zhenshan 97 on the left and Oryza rufipogon Griff.on the right图1两亲本分蘖角度表型Fig.1Tiller angle phenotype of two parent图2水稻分蘖角QTL检测Fig.2QTL detection of rice tiller angle811植物遗传资源学报24 卷珍汕97为T/T基因型，在54号家系中存在分蘖角度基因TIG1的分离，12个单株为C/C基因型；9个单株为T/T基因型；25个单株为C/T基因型，符合1 2 1的分离定律（20.74 c20.05，2=5.99）。利用设计的 InDel 分子标记 ZZp1 和 ZZp2 对TIG1功能性KASP分子标记鉴定的亲本和46个单株的DNA样品进行基因分型验证，结果表明亲本中野生稻为大片段（TIG1，117 bp），珍汕97为小片段（tig1，108 bp），46个单株中12个单株显示为大片段（TIG1）；9个单株显示为小片段（tig1）；25个单株显示为杂合基因型（TIG1/tig1）（图 5）。这一结果与TIG1的功能性KASP分子标记的基因分型结果完全一致（表2），证明了本研究设计的KASP分子标记的准确性。2.3TIG1等位基因型分析以及功能性分子标记对水稻不同种质资源的鉴定根据RiceVarMap2对4713份种质资源的测序结果，将TIG1基因分为大角度基因型TIG1和小角度基因型tig1。在2759个籼稻品种中TIG1基因型频率占38.40%，tig1基因型频率占61.40%；在1512个粳稻品种中TIG1基因型频率占99.10%，tig1基因型频率占0.90%（表3）。可以看出TIG1在粳稻中基本固定为大角度基因型TIG1，在籼稻品种中则存在分离。用TIG1功能性KASP分子标记对部分水稻种质资源进行基因型鉴定（图6）。在10个粳稻品种图中3个突变位点648 bp，449 bp，310 bp与已报道TIG1的功能突变位点一致The three mutation sites in the figure are 648 bp，449 bp and 310 bp，which are consistent with the functional mutation sites of TIG1 reported图354号家系中TIG1基因的3处功能性突变位点Fig.3Three functional mutation sites of TIG1 gene in line 54表1分子标记Table 1Molecular marker引物名称Primer namePF23PF24PR25ZZp1ZZp2序列（5-3）Sequence（5-3）GAAGGTGACCAAGTTCATGCTGACGTGTGTACAAGTGTAGTACTCCGAAGGTCGGAGTCAACGGATTGACGTGTGTACAAGTGTAGTACTCTATGAATATGAGCAAAAGTCTTACATTACGATGAATATGAGCAAAAGTCTTACATTACGAATTCGCCGATGTGCTTTCTG产物大小（bp）Product size83117（大分蘖角度，TIG1）108（小分蘖角度，tig1）PF23和PF24引物中下划线标识的序列分别为FAM荧光接头和VIC荧光接头The underlined sequences in PF23 and PF24 primers are FAM fluorescent adaptor and VIC fluorescent adaptor，respectively图中每个圆点代表一个单株；蓝色表示该样品基因型为C/C；红色表示该样品基因型为T/T；绿色表示该样品基因型为C/T；下同Each dot in the figure represents a single plant；Blue represents the sample genotype as C/C；Red represents the sample genotype as T/T；Green represents the sample genotype as C/T；The same as below图4KASP分子标记在亲本和BC3F2群体46个单株的基因分型结果Fig.4Genotyping results of 46 individual plants of KASP molecular markers in parents and BC3F2 populations8123 期李珍珠等：水稻分蘖角度基因TIG1功能性分子标记的开发和应用中除了CX32、CX277是小角度基因型tig1，其他都是大角度基因型 TIG1；在 10 个籼稻中除了 IRIS 313-11245、CX50是大角度基因型TIG1，其他都是小角度基因型tig1，与种质资源中测序结果一致（表4、图6）。结果表明TIG1功能性KASP标记能够准确地鉴定出种质资源中分蘖角度基因TIG1的基因型。表2KASP分子标记对亲本和54号家系随机46个单株基因分型结果Table 2Genotyping results of parents and 46 random individual plants from line 54 by KASP molecular markers编号Number野生稻 Wild rice珍汕97 Zhenshan 97BC3F254-1BC3F254-2BC3F254-3BC3F254-4BC3F254-5BC3F254-6BC3F254-7BC3F254-8BC3F254-9BC3F254-10BC3F254-11BC3F254-12BC3F254-13BC3F254-14BC3F254-15BC3F254-16BC3F254-17BC3F254-18BC3F254-19BC3F254-20BC3F254-21BC3F254-22KASP分型KASP genotypingC/CT/TC/TC/TC/TT/TT/TC/TC/TC/CC/TC/CC/CC/CC/CC/TC/TT/TC/TC/TT/TC/CC/TT/TInDel分型InDel genotypingABHHHBBHHAHAAAAHHBHHBAHB编号NumberBC3F254-23BC3F254-24BC3F254-25BC3F254-26BC3F254-27BC3F254-28BC3F254-29BC3F254-30BC3F254-31BC3F254-32BC3F254-33BC3F254-34BC3F254-35BC3F254-36BC3F254-37BC3F254-38BC3F254-39BC3F254-40BC3F254-41BC3F254-42BC3F254-43BC3F254-44BC3F254-45BC3F254-46KASP分型KASP genotypingC/CC/TC/TC/CT/TT/TC/TC/TT/TC/CC/CC/TC/TC/TC/TT/TC/TC/TC/CC/TC/CC/TC/TC/TInDel分型InDel genotypingAHHABBHHBAAHHHHBHHAHAHHHA基因型代表大分蘖角度TIG1基因型；B基因型代表小分蘖角度tig1基因型；H基因型表示杂合基因型Genotype A represents the big tiller angle TIG1 genotype；Genotype B represents the small tiller angle tig1 genotype；Genotype H represents heterozygosity genotypeP1为野生稻；P2为珍汕97；146分别对应KASP分子标记选取的BC3F2中的46个单株P1 is wild rice；P2 is Zhenshan 97；1-46 correspond to 46 individual plants in BC3F2 selected by KASP molecular marker respectively图5InDel分子标记在亲本和BC3F2群体54号家系46个单株的基因分型结果Fig.5Genotyping results of parents and 46 individual plants from line 54 of BC3F2 population by InDel molecular marker813植物遗传资源学报24 卷3讨论KASP是一种基于荧光检测的基因分型技术，最初由英国的KBioscience公司所开发，针对SNP位点设计标记，具有容易、方便、准确等特点25。目前随着测序技术的不断发展，各种类型的基因组数据库被建立，其中单核苷酸多态性（SNP，single nucleotide polymorphism）位点被检测到的最多，KASP分子标记因高通量、简单、可重复性高、成本低、具有一定灵活度等特点将成为分子标记的主流26。近年来，KASP分子标记被广泛利用，如抗稻瘟病Pi2基因的KASP分子标记开发可以对种质资源进行初步筛选来寻找抗源品种，加快育种进程，亚油酸相关SNP位点的KASP分子标记开发利于提高胡麻育种效率，缩短育种年限等27-28。TIG1的功能性变异位点为3个SNP位点，无法设计InDel/SSR标记等，只能选择针对SNP位点的分子标记，因此本研究设计了TIG1基因的KASP分子标记。水稻分蘖角度是水稻株型的重要构成因素之一，影响着植株密度、光合效率、倒伏和抗病性，在决定水稻产量方面起着重要作用。水稻分蘖角度的调控是复杂的，其不仅涉及多个基因的控制，也受环境和激素的影响29。仅凭表型来判断分蘖角度的大小容易产生较大的误差，通过分子标记则可以准确地鉴定分蘖角度调控基因的基因型，进行分子标记辅助选择育种。针对TIG1功能性SNP位点开发的KASP分子标记能够准确地鉴定出TIG1的基因型，并且操作便捷、成本较低，为分子标记辅助选择育种提供了有效的工具。目前栽培稻中鉴定出水稻分蘖角度基因功能变异位点较少，仅有TIG1和TAC1。TAC1为2007年克隆的主效基因，位于9号染色体上，是粳稻和籼稻分蘖角度不同的关键调控因子，其第4内含子3端剪接位点的单碱基突变降低了tac1的水平，导致粳稻表现为紧凑的株型，并已开发出功能性分子标记19，30。TIG1为2019年克隆的主效基因，其存在表4KASP分子标记对20个种质资源TIG1基因鉴定结果Table 4Genotyping of TIG1 gene in 20 germplasm accessions by KASP molecular marker品种编号Variety numberIRIS 313-10430IRIS 313-9438CX165CX139CX356IRIS 313-9002IRIS 313-8168IRIS 313-8118CX32CX277IRIS 313-11245CX50IRIS 313-8914IRIS 313-7815IRIS 313-7816CX270IRIS 313-11622IRIS 313-7807IRIS 313-9822CX347KASP分型KASP genotypingC/CC/CC/CC/CC/CC/CC/CC/CT/TT/TC/CC/CT/TT/TT/TT/TT/TT/TT/TT/T测序分型Sequencing genotypingC/CC/CC/CC/CC/CC/CC/CC/CT/TT/TC/CC/CT/TT/TT/TT/TT/TT/TT/TT/T分蘖角度（）Tiller angle7.728.188.228.468.488.729.4210.044.865.049.168.064.804.704.684.544.464.184.083.66亚种Subspecies粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻种质资源测序结果来自RFGB-3K GROUP（https：/ resource sequencing results are from RFGB-3K GROUP（https：/ 3Classification of TIG1 alleles and distribution of TIG1 in Indica rice and Japonica rice等位基因型Allelestig1TIG1突变位点Mutation sites648 bpGA449 bpTC310 bpTC数量Number17312982粳稻中的分布频率（%）Distribution frequency in Indica0.9099.10籼稻中的分布频率（%）Distribution frequency in Japonica61.4038.404713份种质资源的测序结果来自于RiceVarMap2（http：/ sequencing results of 4713 germplasm resources are from RiceVarMap2（http：/ KASP标记对部分水稻种质资源基因型鉴定的结果Fig.6Genotyping results of rice germplasm accessions by TIG1 KASP marker8143 期李珍珠等：水稻分蘖角度基因TIG1功能性分子标记的开发和应用3个功能性SNP突变位点，在籼稻驯化过程中通过调节细胞伸长来控制分蘖角度，但是尚缺乏有效的功能标记进行快速鉴定22。本研究针对分蘖角度调控基因TIG1，根据启动子上导致功能差异的SNP突变设计KASP分子标记，对TIG1基因功能的强弱进行鉴定。对 4713 份种质资源调查发现籼稻中38.40%的品种为大角度基因型TIG1，籼稻新品种培育和籼粳杂交稻新品种培育中小角度基因型tig1有巨大的应用空间。本研究中开发出水稻分蘖角调控基因TIG1的功能性标记，为水稻的株型改良提供了一个新的工具。参考文献1Wang L，Xu Y Y，Zhang C，Ma Q，Joo S H，Kim S K，Xu Z H，Chong K.OsLIC，a novel CCCH-type zinc fnger protein with transcription activation，mediates rice architecture via brassinos teroids signaling.PLoS ONE，2008，3（10）：e35212王文广，王永红.作物株型与产量研究进展与展望.中国科学，2021，51（10）：1366-1375Wang W G，Wang Y H.Crop plant architecture and grain yields.Science China，2021，51（10）：1366-13753蔡跃，肖宁，陈梓春，吴云雨，余玲，刘建菊，时薇，潘存红，李育红，周长海，季红娟，黄年生，张小祥，李爱宏.调控水稻分蘖角的分子机制研究进展.植物遗传资源学报，2023，24（2）：332-339Cai Y，Xiao N，Chen Z C，Wu Y Y，Yu L，Liu J