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Functional Marker Development and Effect Analysis of Grain Size gene gw2 in Extreme Grain Size Germplasm in Rice

Rice science 2015年第2期22卷 65-70页

作者： ZHANG Ya-dong ZHENG Jia LIANG Yan-li ZHAO Chun-fang CHEN Tao ZHAO Qing-yong ZHU Zhen ZHOU Li-hui YAO Shu ZHAO Ling YU Xing WANG Cai-lin Institute of Food Crops Jiangsu Academy of Agricultural SciencesJiangsu High Quality Rice R & D CenterNanjing Branch of China National Center for Rice Improvement

gw2 is an important gene that regulates grain width and weight. We used cDNA clone to obtain the sequences of gw2 from large- and small-grained rice varieties, TD70 and Kasalath, respectively. Then, we developed a dCAPS （derived cleaved amplified polymorphic sequence） marker on the basis of the sequence difference between functional and nonfunctional gw2 genes to analyze the genotypes and phenotypes of recombinant inbred lines. Results showed that the sequence of gw2To7~ had a single nucleotide deletion at site 316 that generates a termination codon. This codon terminated the gw2 protein in advance. By contrast, the sequence of gw2Kasalath encoded an intact protein. A novel dCAPS marker was designed in accordance with a base A deletion at site 316 of the sequence. After the PCR product was digested by Apol, TD70 showed 21 and 30 bp fragments, and Kasalath showed a 51 bp fragment. Up to 82 lines contained gw2TDTO, and 158 lines contained gw2Kasalath. The lines that contained TD70 alleles displayed substantial increases in width and 1000-grain weight. This result suggested that gw2 played a critical role in rice breeding.

关键词： rice grain size gw2 gene derived cleaved amplified polymorphic sequence phenotype

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