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籼稻矮秆多蘖突变体的遗传分析与基因定位研究

作　者: 徐斌
导　师: 黄育民
学　校: 厦门大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 水稻 矮秆突变体 基因定位
分类号: S511.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


本研究组在佳禾早占与特丰占构建的F11代群体中发现一株矮秆多蘖突变体（XMD）,经多代自交纯合获得稳定株系。该矮秆多蘖突变体表现为:矮秆,仅40-50cm;纤细多蘖,多达100多个分蘖;叶片形态细窄;谷粒为长粒型,结实正常。本实验利用GLD1（本研究组的一个高秆种质材料）、广场13（GC13）分别与XMD进行杂交,构建了2个F2群体:GLD1/XMD群体、GC13/XMD群体。对上述群体的表型（株高、分蘖数、穗长、倒一节长、倒二节长、倒三节长、倒四节长和倒五节长）进行测量和统计分析,结果表明:F2群体的株高性状等发生典型的孟德尔式分离,分离比例为3:1,矮秆突变体XMD受一对隐性矮秆基因控制;XMD植株的穗长和各伸长节间都有相应的缩短。对上述两个分离群体分别进行了株高和分蘖数的相关性分析,获得相关系数分别为-0.851**和-0.709**（**代表P=0.01水平显著）。株高与分蘖数呈极显著密切负相关,表明矮化与多蘖两基因紧密连锁或是同一基因。利用SSR（simple sequence repeats）标记,通过BSA（bulk sergeant analysis）法构建遗传连锁群。利用在GLD1/XMD群体的基因池间表现出多态性的8个标记构建了一个连锁群,包括8个SSR标记位点,覆盖水稻基因组22.2cM,标记间平均间距为2.8cM;利用在GC13/XMD群体的基因池间表现出多态性的8个标记构建了另一个连锁群,其中包括7个SSR标记位点,覆盖水稻基因组73.4cM,标记间平均间距为10.5cM。采用MCIM（mixed-model based composite interval mapping）作图法对两个F2分离群体的株高、分蘖数性状进行QTL分析,每个群体均得到一个株高QTL和一个分蘖数QTL。GLD1/XMD群体定位到的株高QTL（qPH-1-1）位于SSR标记RM302和RM128之间,与RM128的遗传距离为0.2cM,与RM302的遗传距离为4.0cM,加性贡献率和显性贡献率分别为74.99%和20.70%,总贡献率接近100%;定位到的分蘖数QTL（qTN-1-1）位于SSR标记RM302和RM128之间,与RM128的遗传距离为1.2cM,与RM302的遗传距离为3.0cM,加性贡献率和显性贡献率分别为52.31%和24.41%,总贡献率接近77%。GC13/XMD群体定位到的株高QTL（qPH-1-2）位于SSR标记RM212和RM128之间,与RM128的遗传距离为1.8cM,与RM212的遗传距离为2.0cM,加性贡献率和显性贡献率分别为45.96%和13.72%,总贡献率接近60%;定位到的分蘖数QTL（qTN-1-2）位于SSR标记RM128和RM246之间,与RM128的遗传距离为1.0cM,与RM246的遗传距离为8.1cM,加性贡献率和显性贡献率分别为30.07%和13.83%,总贡献率接近45%。从上述的QTL定位结果及表型分析可以看出:两个F2群体的株高、分蘖数性状都属于典型的质量性状,两性状的QTL定位在一个非常接近的区域内,而且表型分析时已发现两者呈极显著密切负相关,说明本研究中矮秆突变体XMD的矮杆性状和多蘖性状很可能受同一隐性矮秆基因控制,暂命名为xmd。通过与前人的研究结果进行比较,证明xmd是一个新的矮秆基因。本研究对xmd进行初步的遗传学分析及定位,为进一步进行xmd的精细定位、图位克隆以及基因功能研究奠定了基础。这对今后的水稻育种研究具有重要的理论意义和应用价值。

全文目录


中文摘要  4-6
英文摘要  6-10
引言  10-11
前言  11-24
  1 水稻矮秆基因的遗传学研究与利用  11-16
    1.1 水稻矮杆基因的发现与分类  11-12
    1.2 矮化育种在水稻育种中的贡献  12-14
    1.3 水稻矮秆基因的遗传特性  14-15
    1.4 水稻矮杆基因的功能研究进展  15-16
  2 水稻矮秆基因的分子标记定位与克隆进展  16-24
    2.1 水稻矮杆基因的分子标记定位  16-19
    2.2 水稻矮秆基因的克隆  19-24
材料与方法  24-30
  1 材料  24
  2 方法  24-30
    2.1 遗传群体的构建  24
    2.2 株高及分蘖数性状调查  24-25
    2.3 统计分析  25
    2.4 SSR 分析  25-30
结果与分析  30-45
  1 F2 群体的株高、分蘖数等表型遗传分析  30-41
    1.1 GLD1/XMD 群体的株高、分蘖数等表型分离情况  30-35
    1.2 GC13/XMD 群体的株高、分蘖数等表型分离情况  35-41
  2 遗传连锁群的构建  41-43
    2.1 GLD1/XMD 群体遗传连锁群的构建  41
    2.2 GC13/XMD 群体遗传连锁群的构建  41-43
  3 株高和分蘖数性状 QTL 定位分析  43-45
讨论  45-50
  1 新发现矮杆材料的遗传特性  45
  2 水稻株高与分蘖数的关系  45-46
  3 本研究的xmd 是否为新的矮秆基因  46-48
  4 后续的工作重点  48-50
附录  50-54
参考文献  54-59
致谢  59

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻 > 按米的粘性分 > 籼稻
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