Suppr超能文献

稻米籽粒锰积累主效 QTL 的鉴定。

Characterization of a major QTL for manganese accumulation in rice grain.

机构信息

State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou, 310006, China.

出版信息

Sci Rep. 2017 Dec 18;7(1):17704. doi: 10.1038/s41598-017-18090-7.

Abstract

Some diets lack sufficient manganese (Mn), an essential mineral. Increasing Mn in grain by biofortification could prevent Mn deficiency, but may increase levels of the toxic element cadmium (Cd). Here, we investigated Mn in rice (Oryza sativa) grains in recombinant inbred lines (RILs) from the cross of 93-11 (low grain Mn) with PA64s (high grain Mn). Quantitative trait locus (QTL) analysis to identify loci controlling grain Mn identified a major QTL, qGMN7.1, on the short arm of chromosome 7; qGMN7.1 explained 15.6% and 22.8% of the phenotypic variation in the RIL populations grown in two distinct environments. We validated the QTL with a chromosome segment substitution line (CSSL), CSSL-qGMN7.1, in the 93-11 background harboring qGMN7.1 from PA64s. Compared to 93-11, CSSL-qGMN7.1 grain had increased Mn and decreased Cd concentrations; CSSL-qGMN7.1 roots also showed enhanced Mn uptake. Fine mapping delimited qGMN7.1 to a 49.3-kb region containing OsNRAMP5, a gene responsible for Mn and Cd uptake. Sequence variations in the OsNRAMP5 promoter caused changes in its transcript level, and in grain Mn levels. Our study thus cloned a major QTL for grain Mn concentration in rice, and identified materials for breeding rice for high Mn and low Cd concentrations in the grain.

摘要

一些饮食缺乏足够的锰(Mn),这是一种必需的矿物质。通过生物强化增加谷物中的 Mn 可以预防 Mn 缺乏症,但可能会增加有毒元素镉(Cd)的含量。在这里,我们研究了杂交 93-11(低谷物 Mn)与 PA64s(高谷物 Mn)的重组自交系(RILs)中水稻(Oryza sativa)谷物中的 Mn。用于鉴定控制谷物 Mn 的基因座的数量性状基因座(QTL)分析,鉴定了一个位于第 7 号染色体短臂上的主要 QTL,qGMN7.1;qGMN7.1 解释了在两个不同环境中生长的 RIL 群体中 15.6%和 22.8%的表型变异。我们使用 93-11 背景中的染色体片段替换系(CSSL),CSSL-qGMN7.1,在 PA64s 中含有 qGMN7.1,对 QTL 进行了验证。与 93-11 相比,CSSL-qGMN7.1 谷物的 Mn 浓度增加,Cd 浓度降低;CSSL-qGMN7.1 根系也表现出增强的 Mn 吸收。精细图谱将 qGMN7.1 限定在一个包含 OsNRAMP5 的 49.3-kb 区域内,该基因负责 Mn 和 Cd 的吸收。OsNRAMP5 启动子中的序列变异导致其转录水平和谷物 Mn 水平发生变化。因此,我们克隆了水稻中一个主要的谷物 Mn 浓度 QTL,并鉴定了用于培育高 Mn 和低 Cd 浓度谷物的材料。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/aaa3/5735179/6e42ddd9848d/41598_2017_18090_Fig1_HTML.jpg

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