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水稻抗二化螟数量性状基因QTL分析

作　者: 滕凯
导　师: 祝增荣
学　校: 浙江大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 二化螟 螟害 存活率 遗传作图群休 抗性水平 生育期 生物测定 形态性状 物理性状 相关性 数量性状座位QTL 主效QTL 上位性 定位
分类号: S511.03
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


本研究在充分比较十二套水稻遗传作图群体在抗二化螟水平差异的基础上，选择了IR62266-42-6-2和CT9993-5-10-1-M这对DH群体作为实验材料，调查与水稻抗二化螟直接相关的性状如枯心、枯鞘、白穗等以及间接相关的如株高、分蘖角、叶色、叶角、硅细胞数量及维管束特征等水稻形态、物理性状，利用数量遗传学软件QTLMapper 1.0对与水稻螟害相关的主效QTL(数量性状基因Quautitatine trait locus,)及其上位性效应进行定位分析，旨在为水稻抗二化螟性提供有用遗传信息。研究结果如下： 1、十二套水稻遗传作图群体对二化螟抗性比较 在两个水稻生育期即水稻分蘖盛期和水稻抽穗盛期，以十二套常用水稻遗传作图群体的亲本为材料，通过室内外二化螟接虫实验，测量二化螟的存活率，以进行每套父母本抗二化螟水平差异的比较鉴定。结果表明，IR62266-42-6-2和CT9993-5-10-1-M这对加倍单倍体亲本在二化螟抗性水平上存在显著差异，说明以它们作为亲本构建的群体有潜力作为定位抗螟虫数量性状基因的实验材料。同时，发现具有这种潜力的水稻遗传作图群体还有CO39和LAC165、珍汕97A与明恢63、京系17和窄叶青8、Lemont和特青、IR64和Azucena,、IR20和63-83、Bala和Azucena等。而Asominori和IR24这对水稻遗传作图群体则不具备该种潜力。 2、水稻部分形态、物理性状与水稻螟害间的相关性分析 结果表明，不同时期的株高PH与其前一时期的PH有显著正相关，不同时期分蘖数TL与前一时期的TL存在显著正相关，而PH和TL之间则是显著负相关的关系；各时期水稻的TL与水稻分蘖期和抽穗盛期的叶色LC存在显著负相关性；水稻分蘖期和抽穗盛期的蘖角TA、水稻的抽穗期HD与各时期水稻的PH呈显著正相关，而与部分时期的水稻TL显著负相关；水稻稻茎的茎壁厚度ST、稻茎的茎腔直径ID、水稻维管束间距VD与部分时期PH显著正相关，而与TL显著负相关，水稻维管束宽度VW也是类似结果；VD和VW与HD显著负相关。 水稻枯鞘QPDS、枯心QPDH及白穗QPWH与水稻螟害QPD间显著正相关。同时，QPDS、QPDH和QPWH这间也有显著的相关性。其中，QPDS0616的程度与QPDH0630和QPDH0714的程度有直接的关系。QPDH0616与QPDH0630显著正相关。QPDH0728与QPWH0814显著正相关。表明前期的枯鞘与后期的枯心之间、前期的枯心与后期的枯心间存在着内在的联系。 水稻的株高PH、分菜数TL、叶色LC、菜角TA、抽穗期HD、水稻茎壁厚度ST、茎腔 直径 ID和维管束间距 VD和枯鞘 QPDS、枯心 QPDH和白穗 QPWH等水稻抗螟性有显著相关 性。其中，水稻部分时期的株高 PH与 QPDS、QPDH及 QPWH等水稻螟害性状显著正相关； 水稻部分时期的分孽数 h则与 QPDS、QPDH及 QPWH等水稻螟害性状显著负相关；水稻 分桑期的叶色LCZ、孽角TAZ与水稻螟害显著正相关；水稻第一穗出现的时间HD与QPDH0616 及 QPWH814显著负相关；而稻茎的茎壁厚度盯、茎腔直径 ID和维管束间距 VD与某些时 期的水稻螟害成显著正相关。 3、水稻螟害性状的QTL分析 本研究在水稻枯鞘、枯心、白穗等水稻螟害之间显著相关的基础上，利用 QTIMopl乃 软件对影晌水稻枯鞘、枯心、白穗等水稻螟害性状的主效 QTLs和 QTL互作进行定位和分析， 检测到了 4个与水稻螟害性相关的主效QTls其中影响枯鞘的 1个，影响枯心的2个，影响 白穗的主效QTLI个，同时还检测到了M对影响螟害性状的互作QTL区域。分析表明，大多 数互作的平均表型效应和贡献率比主效oil3的平均表型效应和贡献率大，绝大多数互作发生 在2个随机位点之间，有4对互作发生在3个主效Qflis和4个随机位点之间，其中1个主效 QTL有 2个互作位点，但没有检测到 2个主效 QTLS之间的互作，可见，枯鞘、枯心、白穗等 螟害症状是主效 QTL和 QTL互作共同的影叼，而且 QTh互作在其间扮演着重要角色。 4、与水稻螟害性状相关的形态、物理性状的QTL分析 在对与水稻螟害性状相关的水稻形态、物理性状的 Q几以及互作 QTL进行了定位分析中， 检测到影响水稻螟害及其相关性状的水稻性状的 35个主效 Qllis，包括 9个影响 PH、9个影 响TL、4个影响LC、4个影晌TA、6个影响HD、l个影响Whl和2个影响ID。同时检测 到 87对互作位点。首次分析定位了叶色、茎壁厚、内径、＄管束间距等性状的 QTL。分析表 明，控制与螟害相关显著的水稻性状的QTL与控制螟害的QTL并不完全一致。值得特别提出 的是，检测到一个主效QTL，是PH、TL、HD和ID等4个性状都能检测到的共同的主效Qh， 这是一因多效的又一实证，而该主效QTL对PH的贡献率为最大，则表明了一因多效的基因 有它最主要的影响性状。

全文目录


致谢  4-6
中文摘要  6-8
英文摘要  8-12
目录  12-15
图表索引  15-16
前言  16-19
第一章 文献综述  19-30
  1．1 水稻抗二化螟品种已取得的成就及所面临的挑战  19
    1．1．1 取得的成就  19
    1．1．2 面临的挑战  19
  1．2 分子标记为选育抗虫品种提供了新的机遇  19-24
    1．2．1 抗虫品种的局限  20
    1．2．2 分子标记的优势  20-24
      1．2．2．1 遗传标记的种类及特点  21-22
        1．2．2．1．1 形态标记  21
        1．2．2．1．2 细胞学标记  21
        1．2．2．1．3 生化（同工酶）标记  21-22
      1．2．2．2 分子标记的定义  22
      1．2．2．3 分子标记的特点  22-23
      1．2．2．4 分子标记对品种抗性鉴定的帮助  23-24
  1．3 分子标记的常见类型  24-26
    1．3．1 RELP标记  24
    1．3．2 RAPD标记  24-25
    1．3．3 AFLP标记  25
    1．3．4 SSR标记  25
    1．3．5 STS标记  25-26
    1．3．6 EST标记  26
  1．4 QTL定位的方法及原理  26-28
    1．4．1 单标记作图法  26-27
    1．4．2 区间作图法  27
    1．4．3 复合区间作图法  27
    1．4．4 混合线性模糊的重合区间作图  27-28
  1．5 分子标记在重要农作物抗病虫的QTL分析中的应用  28
  1．6 QTL定位在水稻抗虫性研究中的应用前景  28-30
第二章 十二套水稻作图群体亲本对二化螟抗性的比较  30-42
  2．1 材料与方法  31-33
    2．1．1 供试水稻材料  31-32
    2．1．2 供试虫源——二化螟  32
    2．1．3 供试水稻准备  32
    2．1．4 供试二化螟饲养与处理  32
    2．1．5 网室接虫实验  32-33
      2．1．5．1 营养生长期接虫  32
      2．1．5．2 生殖生长期接虫  32-33
    2．1．6 室内生测实验  33
      2．1．6．1 营养生长期生测  33
      2．1．6．2 生殖生长期生测  33
    2．1．7 数据分析  33
  2．2 结果与分析  33-40
    2．2．1 网室内水稻品种接虫存活比较  33-34
      2．2．1．1 营养生长期二化螟存活比较  33-34
      2．2．1．2 生殖生长期二化螟存活比较  34
    2．2．2 室内二化螟生物测定  34
      2．2．2．1 水稻营养生长期二化螟生物测定  34
      2．2．2．2 水稻生殖生长期二化螟生物测定  34
    2．2．3 综合分析  34-40
  2．3 讨论  40-42
第三章 水稻形态、物理性状与螟害的多元统计分析  42-59
  3．1 材料与方法  43-45
    3．1．1 实验材料  43
      3．1．1．1 供试水稻材料  43
      3．1．1．2 实验工具  43
      3．1．1．3 实验田  43
    3．1．2 实验方法  43-45
      3．1．2．1 水稻形态性状测定  43-44
        3．1．2．1．1 水稻株高和分蘖的调查  43-44
        3．1．2．1．2 水稻蘖角和叶角的测量  44
      3．1．2．2 水稻螟害程度调查  44
      3．1．2．3 生育期记录  44
      3．1．2．4 水稻物理性状测定  44-45
        3．1．2．4．1 水稻茎腔及茎壁厚度的测量  44-45
        3．1．2．4．2 水稻叶色的测定  45
        3．1．2．4．3 水稻叶鞘组织哇质化分析  45
        3．1．2．4．4 水稻叶鞘维管束间距及宽度测量  45
      3．1．2．5 数据分析  45
  3．2 结果与分析  45-58
    3．2．1 水稻各时期性状及螟害性状表型的频次要布  45-46
    3．2．2 水稻部分形态、物理性状间的相关性  46
    3．2．3 水稻枯鞘、枯心、白穗间的相关性  46-56
    3．2．4 部分形态、物理等性状与水稻螟害间的相关性  56-58
  3．3 讨论  58-59
第四章 水稻螟害性状的QTL分析定位  59-70
  4．1 材料与方法  60
    4．1．1 水稻材料  60
    4．1．2 标记基因型  60
    4．1．3 数据分析与QTL定位  60
  4．2 结果与分析  60-68
    4．2．1 枯鞘、枯心和白穗等螟害性状的主效QTL  60-63
    4．2．2 枯鞘、枯心和白穗等螟害性状的QTL互作效应  63-68
  4．3 讨论  68-70
第五章 与螟害性状相关的水稻形态、物理性状的QTL分析定位  70-82
  5．1 材料与方法  71
  5．2 结果与分析  71-80
    5．2．1 影响水稻螟害及其相关形态、物理性状的主效QTL  71-73
    5．2．2 与水稻螟害及其相关形态、物理性状的QTL互作效应  73-80
  5．3 讨论  80-82
第六章 总讨论  82-83
参考文献  83-92

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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