9311与日本晴间一个杂种不育基因的鉴定与定位

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2016， 42（6）： 787-794

http：/// ISSN 0496-3490； CODEN TSHPA9 E-mail： xbzw@ 本研究由国家重点基础研究发展计划项目（2011CB100101）和江苏高校优势学科建设工程项目资助。

This study was supported by the Key Project of Chinese National Programs for Fundamental Research and Development （2011CB100101）

and the Project Funded by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions.

* 通讯作者（Corresponding author）： 汤述翥， E-mail： sztang@ **同等贡献（Contributed equally to this work）

第一作者联系方式： 张宏根， E-mail： zhg@ ； 张丽佳， E-mail： 1255012022@

Received（收稿日期）： 2015-12-08； Accepted（接受日期）： 2016-03-14； Published online（网络出版日期）： 2016-03-22.

URL： http：///kcms/detail/11.1809.S.20160322.1600.002.html DOI： 10.3724/SP.J.1006.2016.00787

9311与日本晴间一个杂种不育基因的鉴定与定位

张宏根** 张丽佳** 孙一标 司 华 刘巧泉 汤述翥* 顾铭洪

扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点 / 粮食作物现代产业技术协同创新中心 / 教育部植物功能基因组学重点实验

室， 江苏扬州225009

摘 要： 以克服亚种间杂种不育来充分发掘亚种间杂种优势是提高水稻单产的一条有效途径。本研究从一套以日本

晴为背景、9311为供体的染色体片段代换系中鉴定出一个系T9424， 其与日本晴配置的F 1植株小穗与花粉育性较双

亲显著降低， 双亲间存在不亲和。重测序结果表明T9424在第1、第4和第5染色体上导入9311片段。日本晴/T9424

F 2群体内单株基因型及育性鉴定结果表明， T9424与日本晴间杂种不育基因位于第5染色体上。利用F 2群体内790

株单株将该杂种不育基因定位于第5染色体分子标记PSM8与A14之间110 kb 的物理区段内。对日本晴/T9424 F 1

植株花粉与胚囊育性鉴定结果表明该杂种不育基因同时控制雌、雄配子败育， 将该基因暂命名为S39（t）。相关结果有

助于加深对水稻亚种间杂种不育现象的认识， 为该基因克隆及其育种利用奠定基础。

关键词： 水稻； 杂种不育基因； 基因定位

Identification and Mapping of a Hybrid Sterility Gene between 9311 and Nip-

ponbare

ZHANG Hong-Gen **， ZHANG Li-Jia **， SUN Yi-Biao， SI Hua， LIU Qiao-Quan， TANG Shu-Zhu *， and GU Ming-Hong

Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology / Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops / Key Labora-

tory of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education， Yangzhou University， Yangzhou 225009， China

Abstract： Exploitation of subspecific heterosis is an effective method to improve rice yield by overcoming hybrid sterility between subspecies. In this study， F 1 plants of the cross between Nipponbare and T9424， a line from a set of chromosome segment

substitution lines with Nipponbare background as recipient and 9311 as donor， showed the decreasing spikelet and pollen fertility

compared with the two parents， indicating that there was the incompatibility between the parents. Three substituted chromosome

segments on chromosome 1， 4， and 5， respectively， were identified by whole genome re-sequencing of T9424. Analysis of the

genotypes and spikelet fertility of plants in Nipponbare/T9424 F 2 population indicated that hybrid sterility gene between T9424

and Nipponbare was located on chromosome 5. A total of 790 plants were then used for mapping the hybrid sterility gene， and the

target gene was mapped to a candidate region with the physical distance of 110 kb between PSM8 and A14 on chromosome 5. The

hybrid sterility gene， named S39（t） temporarily ， controlled partial abortion of both pollen grains and embryo-sac of Nippon-

bare/T9424 F 1 plants . These results are useful for deepening understanding of the phenomenon of hybrid sterility， and lay the

groundwork for the gene cloning and its use in breeding.

Keywords： Rice； Hybrid sterility gene； Gene mapping

水稻籼粳亚种间杂交较品种间杂交具有更强的

杂种优势， 利用籼粳亚种间杂种优势打破限制水稻

产量大幅提升的瓶颈， 成为育种研究者的共识。但

是籼粳亚种间遗传距离远， 遗传背景差异大， 亚种间存在生殖隔离。根据发生时间可将其分为合子形成前的生殖隔离和合子形成后的生殖隔离， 前者包