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利用RILs群体对水稻正季和再生季重要农艺性状的QTL比较分析

作　者: 杨川航
导　师: 李仕贵
学　校: 四川农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 水稻重组自交系农艺性状耐寒性 QTL定位
分类号: S511.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水稻多数性状是由多基因控制的数量性状,对数量性状基因位点进行鉴定在作物遗传育种上具有重要意义。本研究以粳糯稻品种糯稻89-1为母本,籼稻品种蜀恢527为父本进行杂交,从F₂开始通过单粒传法获得重组自交系群体（RILs）,2007年正季种植F_2:6群体,在当年正季考察了株高、有效穗、穗长等9个农艺性状,再生季考察了有效穗、穗长、再生力等8个农艺性状,此外,利用该群体还考察了水稻发芽率及芽期和再生稻桩耐寒性状,同时利用SSR标记构建遗传图谱和对这些性状进行QTL定位分析,得到的主要研究结果如下:1.在RILs群体中,所考察的性状均表现为连续变异,且都接近正态分布,表明这些性状均为数量性状。方差分析表明,正季和再生季所有农艺性状株系间基因型差异显著或极显著。表明该重组自交系群体内株系间存在广泛的遗传变异。2.对所考察的性状进行相关分析,发现多数性状存在相关性。在正季,株高与齐穗期、结实率与千粒重等分别显著正相关,株高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数四者彼此极显著正相关,着粒密度、每穗总粒数、每穗实粒数三者彼此极显著正相关,有效穗与穗长、每穗总粒数极显著负相关,千粒重与着粒密度极显著负相关。在再生季,再生力与每穗总粒数、着粒密度显著负相关,与有效穗极显著正相关,与芽期耐寒性显著正相关,其他农艺性状间的相关性与正季的表现规律相似。在两季均考察的7个性状中,同一性状两季间表现出极显著正相关,其中千粒重的相关系数最大,接近1;正季有效穗、每穗总粒数、着粒密度、每穗实粒数与再生季多数性状相关性达显著或极显著水平,而正季千粒重除与再生季千粒重和着粒密度相关性达极显著水平外,与其他再生季性状相关性不显著。3.选用SSR引物对双亲进行多态性检测,有118对引物在双亲间表现多态性,用这些引物对169个株系进行检测,构建了一张包含105个分子标记、12个连锁群的连锁遗传图,覆盖了水稻基因组1144.1 cM,标记间的平均距离为10.90 cM,采用基于最小二乘的复合区间定位法对上述性状进行了QTL定位。4.对各性状分别进行QTL定位分析,所考察的性状均检测到了相应的QTL。正季共检测到QTL 27个,分布在1、2、3、5、6、7、8、10染色体上,再生季共检测到QTL 27个,分布在1、2、3、4、5、6、7、10染色体上。对正季和再生季分别分析并比较两季检测到的QTL发现,在两季共同定位的7个农艺性状中能同时检测到的QTL共有11个,分布于第1、2、6、7、10染色体上。分别是穗长1个（qP16）,每穗总粒数3个（qSnp1-1,qSnp1-2,qSnp6）,着粒密度2个（qDp1-1,qDp1-2）,千粒重5个（qKw2-1,qKw2-2,qKw2-3,qKw7-1,qKw10）。另外3个性状,即有效穗、每穗实粒数、结实率在两季中未检测到相同的QTL。两季中,千粒重检测到的QTL重复率最高,共检测到5个相同的QTL,且同一QTL在两季间贡献率大小表现稳定,表明千粒重性状表现受环境影响小。本研究首次检测到2个新的控制再生力的QTL位点,分别是qRa4和qRa5,分别解释表型变异的8.17%和7.09%。本研究首次检测到2个耐寒主效QTL。其中控制水稻芽期耐寒性的QTL 2个,即qCtb3和qCtb5,分别解释表型变异的75.57%和79.04%;检测到控制再生稻桩越冬耐寒性的主效QTL 1个（qCtr5）,与qCtb5位于同一标记区间。此外,还检测到1个控制水稻发芽率的QTL（qGr10）。5.发现有控制不同性状QTL定位在同一位点或区域。如在第1号染色体上的标记区间RM259～RM220内同一位点,同时定位到控制每穗总粒数和着粒密度的QTL（qSnp1-1（R）、qDp1-1（M））,在同一区间相邻位点定位到1个控制穗长的QTL（qPl1-1（R））;在第6号染色体上的标记区间RM340～RM528内同一位点,同时定位到了控制株高、穗长和每穗总粒数的QTL（qPh6-2（M）、qP16（R）、qSnp6（R））;在第7号染色体上的标记区间RM346～RM351内同一位点,同时定位到了控制每穗实粒数和结实率的QTL（qGpp7（M）、qSsr7（M））。这种控制不同性状的QTL定位在同一位置或区域,可能是QTL紧密连锁或一因多效。研究结果对指导水稻育种实践具有重要意义。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
1.文献综述  11-25
  1.1 分子遗传图谱的构建  11-16
    1.1.1 分子遗传图谱构建的程序  11-15
    1.1.2 遗传图谱构建进展  15-16
  1.2 QTL定位原理与方法  16-19
    1.2.1 QTL定位原理  16-17
    1.2.2 QTL定位方法  17-19
  1.3 水稻QTL定位研究进展  19-24
    1.3.1 水稻农艺性状QTL定位研究进展  19-20
    1.3.2 水稻耐寒性遗传和QTL定位研究进展  20-24
    1.3.3 水稻再生力QTL定位研究进展  24
  1.4 开题设想  24-25
2.材料与方法  25-29
  2.1 供试材料  25
  2.2 试验设计  25-26
    2.2.1 田间试验  25
    2.2.2 芽期耐寒性鉴定  25
    2.2.3 再生稻桩耐寒性鉴定  25-26
  2.3 性状考察  26-27
    2.3.1 水稻农艺性状考察  26
    2.3.2 水稻耐寒性状考察  26-27
  2.4 SSR引物来源  27
  2.5 SSR分析  27-29
    2.5.1 基因组总DNA提取  27-28
    2.5.2 PCR扩增反应  28
    2.5.3 电泳检测及成像  28
    2.5.4 SSR资料收集及统计分析  28
    2.5.5 遗传图谱的绘制和QTL定位  28-29
3.结果与分析  29-50
  3.1 性状表型分布  29-31
  3.2 性状方差分析  31-32
  3.3 性状相关分析  32-38
    3.3.1 正季农艺性状相关分析  33-35
    3.3.2 再生季农艺性状相关分析  35
    3.3.3 正季和再生季间性状相关分析  35-38
  3.4 DNA分子标记连锁图谱的构建  38-43
  3.5 QTL定位研究(分析结果)  43-50
    3.5.1 正季与再生季农艺性状定位结果与比较  44-48
    3.5.2 再生力QTL定位结果  48-49
    3.5.3 耐寒性QTL定位结果  49
    3.5.4 发芽率QTL定位结果  49-50
4.讨论  50-56
  4.1 决定植物数量性状的QTL数目及其影响因素  50
  4.2 本研究结果与已有QTL位点的关系  50-54
    4.2.1 两季检测到的农艺性QTL与前人相应结果比较分析  50-52
    4.2.2 再生力QTL定位结果评价  52-53
    4.2.3 耐寒性QTL位点的比较分析  53-54
  4.3 QTL位点与主效基因的关系  54
  4.4 耐寒性与再生力的相关性探讨  54
  4.5 芽期耐寒性与越冬耐寒性的分子基础探讨  54-55
  4.6 QTL紧密连锁和一因多效  55-56
附录  56-58
参考文献  58-64
致谢  64-65
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  65

利用RILs群体对水稻正季和再生季重要农艺性状的QTL比较分析

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