叶是水稻光合作用的重要场所。叶的受光面积和光能利用直接影响光合作用效果，从而影响水稻个体生长和单位面积产量。剑叶是水稻最重要的功能叶，剑叶的形态特征直接影响水稻灌浆速度和籽粒饱满度(杨守仁等, 1984; 张龙步等, 1987)。因此，水稻叶片形态是育种家考虑的重要因素之一。Donald (1968)首次提出叶片小而挺是构成水稻理想株型的要素之一。松岛省三(1981)提出理想稻上部二、三叶要短、厚、直立。中国学者在实践考察过程认为超级水稻理想株型的功能叶要符合长、直、窄、凹、厚等特征，并给出形态指标(袁隆平, 1997; 吕川根和邹江石, 2003)。了解水稻功能叶叶宽、叶长遗传规律，对遗传上控制水稻叶在空间分布特征，发展水稻叶空间形态提供理论依据，并对水稻群体受光率和通风率具有指导意义。本研究利用两个亲缘关系较远的水稻亲本杂交产生F₂代群体来检测水稻剑叶叶宽的QTL，试图发掘新的QTL位点，可为水稻剑叶形态提供有用信息。

1结果与分析
1.1不同群体间叶宽性状的分析
F₂群体、F₁群体、B₁C₁群体及亲本剑叶叶宽性状特征见表1。结果表明来自R189的控制叶宽基因具有显性效应，来自鄂晚10号的基因具有隐性效应。F₂群体的两个亲本都属于籼稻，剑叶叶宽性状差异显著，表明两个亲本控制叶片形态性状的遗传基础不同。剑叶叶宽性状在F2群体中的分离范围处于双亲值之间，剑叶叶宽峰值为0.115，偏度为-0.529，绝对值均小于1，表明叶宽表型近似正态分布。可知剑叶叶宽是典型的数量性状，在F₂群体中剑叶叶宽性状符合QTL作图要求。

表1 不同群体剑叶叶宽性状 Table 1 The flag leaf width trait of different population

1.2剑叶性状的相关性分析
结果表明，剑叶宽与剑叶长达到极显著水平(p＜0.01)，相关系数为0.87。剑叶长与叶面积间的相关系数0.899，达到极显著水平。剑叶宽与剑叶面积的相关系数为0.414。表明叶宽、叶长和叶面积有密切的正相关性。叶长和叶宽是决定叶片形态的两个基本因子，叶面积仅是联动因子(表2)。

表2 剑叶形态之间的相关系数 Table 2 The Correlation coefficients between flag leaf morphological traits

1.3剑叶叶宽性状的QTL定位分析
采用基于混合线性模型复合区间作图法检测QTL位点，检测到控制剑叶宽的3个QTL分别位于1号染色体RM81A-RM212间，距离标记RM81A为14 cM；位于7号染色体RM346-RM10间，距离标记RM346为1 cM；最后一个标记位于7号染色体RM11-RM560间，距离标记RM11为5 cM。

检测到影响剑叶宽的3个QTL (qFLW-1, qFLW-7-1, qFLW-7-2)，其中位于7号染色体上的qFLW-7-2贡献率最大，位于RM346和RM10之间，其加性效应为0.149，加性效应的贡献率为31.12%，显性效应为-0.0426，显性效应的遗传率为1.92%。qFLW-1的加性效应为0.012，贡献率为4.21%，显性效应为-0.076，贡献率为4.9%。qFLW-7-1的加性效应为-0.041，贡献率为2.63%，显性效应为0.0286，贡献率为5.62%。结果表明qFLW-1和qFLW-7-1是微效修饰基因，而qFLW-2的遗传贡献率大为主效基因(表3; 图1)。

表3 F2群体剑叶叶宽性状QTL的染色体定位及统计特征 Table 3 Chromosome location and characteristics of QTL for rice flag leaf width morphological traits in F2 population

图1 剑叶叶宽性状的QTL在分子图谱上的位置 Figure 1 Location of flag leaf width in molecular linkage map

３讨论
水稻剑叶对后期物质积累起主要作用。剑叶形态能够显著提高水稻产量(岳兵等, 2006; 王一平等, 2004)。研究发现水稻剑叶叶宽在F₂群体中呈正态分布，推测该性状是由多个基因控制的数量性状，这与前人研究的结果一致(吕川根等, 2006; 晏月明和王绪信, 1990, 遗传, 12(1): 1-4)。

本研究利用F_２群体，检测到3个控制剑叶宽的QTL，，贡献率介于2.63%~31.1%之间，其中2个QTL贡献率偏低，与前人研究相比，位于7号染色体上RM346位置附近的QTL贡献率较高。Li等(1998)检测到1个QTL与剑叶宽有关。王智权等(2010)利用染色体片段置换系群体检测到4个QTL分别位于1、4和7号染色体上，其中1个QTL位于7号染色体上，贡献率为11.54%，小于本试验定位到的位于７号染色体上的qFLW-7-2。而位于１号染色体上的贡献率要高于本研究的定位到的１号染色体上的QTL。说明与本试验检测到的QTL不在相同位点上。王一平等(2004)利用水稻汕优63重组自交系群体对水稻上三叶性状进行了QTL定位，其中剑叶宽检测到7个QTL，1个QTL位于 7号染色体，与本试验检测到的位点相似，但是他们检测到的QTL的加性效应和贡献率都较低。李睿等(2010)利用典型籼稻山占和典型粳稻秋光构建的F₁₀重组自交系用SSR标记，共检测到20个控制剑叶形态的QTL，其中有7个剑叶宽度的QTL分别位于2、4、6、9和10染色体上，且大多QTL的加性效应为负值。

利用不同亲本组合构建作图群体检测到的QTL有所差异，可能是作图群体之间存在遗传差异，一些QTL在一个群体能被检测到，在另一个群体检测不到，也可能是亲本在这个位点上没有差异所致。这说明利用不同群体进行QTL定位结果有些相似，但差异是主要的(邢永忠等, 2001)。说明了QTL的复杂性，表明自然界控制水稻重要农艺性状的资源丰富，可大力发掘有巨大价值的材料。本研究所用的SSR标记还不够致密，更精密的QTL标记有待进一步扩大群体和寻找新标记。本试验位于7号染色体上的qFLW-7-2已经确定在标记RM346附近。可用于今后剑叶形态改良。

3材料与方法
3.1供试材料
宽叶亲本是由贵州大学水稻所提供的恢复系R189，其叶宽均为2.7 cm。窄叶亲本是鄂晚10号，叶宽均为1.4 cm。两亲本间叶宽相差1.3 cm。两个亲本于2010年8月杂交得F₁代种子，同年11月于海南省贵州南繁试验基地扩繁获得F₂代种子，后种植于贵州大学水稻实验基地。每行10株，株行距为18 cm×20 cm，采用常规栽培管理。

3.2试验数据调查
水稻齐穗后，测量每株水稻剑叶宽度，每行取中间8株，每株随机测量5个分蘖的剑叶宽，重复3次取平均值为此株剑叶宽。叶宽测量方法：测量剑叶最宽处。同时测量5个分蘖的剑叶长，重复3次取平均值。叶长测量方法：测量剑叶直立长度。剑叶面积采用剑叶宽×剑叶长×0.75 (cm²)。

3.3遗传图谱构建
本研究依据Gramene网站公布的资料，选用分布于水稻12染色体上的SSR分子标记对亲本进行多态性分析。再构建两个基因池一个是10个叶宽最宽组成的宽叶池，另一个由10个叶宽最窄组成的窄叶池。将具有亲本差异的SSR标记，在这两个池之间筛选出有差异的标记。再将经过基因池筛选出的差异引物并对F2群体检测。统计基因型数据，并用Microsoft excel上建立数据库。

3.4数据分析和QTL检测
用SPSS18.0分析F₂代群体中的分布和相关性。采用MapMaker3.0构建遗传连锁图谱，并用QTLNETWORK 2.0检测水稻基因组控制剑叶叶宽的位点，检测到的QTL位点按照McCouch等的方法命名(McCouch et al., 1997, http://www.shigen.nig.ac.jp/rice/rgn/vol14/v14p11.html)。

作者贡献
姜敬伟、余显权和齐明是本研究的试验设计和研究的执行人；姜敬伟完成数据分析；齐明参与实验设计，试验结果分析；余显权是项目构思者和负责人，指导实验设计，数据分析，论文写作与修改；全体作者都阅读并同意最终文本。

致谢
本研究由贵州省科技厅科技支撑计划(黔科合NZ字(2011)3003号)资助。感谢贵州大学水稻研究所提供实验材料并在试验过程中给与帮助。

参考文献
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