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Detecting Loci for Upper Leaf Width Using Recombinant Inbred Line and Its Natural Variation in Korean Rice Germplasms KCI 등재

벼 상위엽폭 조절 유전자좌 탐색과 유전자원의 자연변이

  • 언어ENG
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/400075
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한국국제농업개발학회지 (The Journal of the Korean Society of International Agriculture)
한국국제농업개발학회 (The Korean Society Of International Agriculture)
초록

벼의 잎은 광합성을 위한 주요 기관으로, 동화산물의 생산을 통해 벼의 수량 결정에 영향을 준다. 따라서, 상위엽의 형태적 특징은 다수성 벼 품종의 육성을 위한 필수적인 고려요소이다. 본 연구에서는, 연차간 안정적으로 발현하는 3개의 엽폭 조절 QTL인 qLW4.1, qLW4.2, qLW7을 탐지하였다. 이들은 분석집단에서 나타난 엽폭 표현형 변이의 5.2~44.9% 를 설명할 수 있었다. qLW4.2 영역에 대한 후보유전자 분석 결과, 해당 QTL 영역에서 엽폭 조절 유전자인 NAL1을 발견하였다. 상위엽은 수량에 대해 정의 간접효과 나타냈으며, 그 효과의 크기는 수당립수에 대한 상위엽의 정의 직접효과와 수수에 대한 상위엽의 부의 직접효과에 의해 결정되었다. 한국 벼 유전자원에서 엽폭은 상대적으로 좁은 범위에서 표현형 변이를 나타내었으며, 이는 특정 상위엽폭이 한국 자원에서 선호 되었음을 시사한다. NAL1의 하플로타입 분석결과는 대다수의 한국 자원들이 자포니카형 하플로타입을 지닌 반면에, 모든 통일형 품종들은 인디카형을 지니고 있음을 밝혀냈다. 이러한 결과는 유용 대립유전자형인 자포니카형 NAL1의 도입을 통해 통일형 품종의 다수성 형질을 더욱 향상시킬 수 있음을 의미 한다.

Leaves of rice are main source for photosynthesis, determining production of carbohydrate and grain yield. In particular, the shape of upper leaves is a key factor to develop high-yielding rice varieties. In present study, we identified three stable loci, qLW4.1, qLW4.2, and qLW7, explaining 5.2 ~ 44.9% of phenotypic variance in leaf width traits. Sequence analysis of candidate genes revealed that qLW4.2 is identical to NARROW LEAF 1 (NAL1). Upper leaves showed positively indirect effect to grain yield per plant (GY) via positive contribution to grain number per panicle (GN) and negative contribution to panicle number per plant (PN). Leaf width variation in Korean accessions suggests that relatively narrow ranges of leaf width were preferred. Haplotype analysis for NAL1 revealed that most Korean accessions carried japonica type while all Tongil type varieties carried indica type, implying that Tongil type varieties could be further improved by introducing favorable NAL1 japonica allele in temperate regions. These findings could provide genetic information to regulate leaf width and strategy for increasing rice productivity.

목차
ABSTRACT
INTRODUCTION
MATERIALS AND METHODS
    Plant materials and phenotype measurement
    Genotyping-By-Sequencing (GBS) and QTL analysisusing recombinant inbred line (RIL) population
    Haplotype analysis in Korean germplasms
    Statistical analyses
RESULTS
    FLW and SLW variation in RIL population
    QTL mapping of FLW and SLW in RIL
    Contribution of leaf width to rice yield components
    Leaf width variation and haplotype of NAL1 inKorean rice germplasms
DISCUSSION
적 요
REFERENCES
저자
  • Su Jang(서울대학교 농업생명과학대학) | 장수
  • Yoon Kyung Lee(서울대학교 농업생명과학대학) | 이윤경
  • Seung Young Lee(서울대학교 농업생명과학대학) | 이승영
  • Hee-Jong Koh(서울대학교 농업생명과학대학) | 고희종 Corresponding author