栽培稻种间杂种育性QTL定位研究

论文题目: 栽培稻种间杂种育性QTL定位研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 作物遗传育种

作者: 李静

导师: 万建民,陶大云,胡凤益

关键词: 非洲栽培稻,亚洲栽培稻,种间杂交,育性,定位

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在发掘利用亚洲栽培稻（Oryza sativa L.）近缘种有利基因的过程中,杂种不育及控制各种重要农艺性状QTLs位点的导入是当前研究的重点与难点。本研究选用与亚洲栽培稻（O.sativa）具有相同AA基因组,且具有独立而平行进化关系的另一个栽培稻种——非洲栽培稻（O.glaberrima）为研究材料,以表现为数量性状遗传的杂种育性作为研究指标,在对栽培稻种间杂种育性进行分析研究、明确杂种不育的遗传基础的同时,以求建立一套更为简便有效的QTL检测定位方法。本研究用非洲栽培稻（CG14）和亚洲栽培稻（WAB450-16）的杂交组合BC1F1群体、BC6F1群体、及10个由BC6F1衍生出的BC7F1群体作为研究材料,将杂种花粉育性分解为典败、圆败、染败、可育的同时用微卫星标记定位非洲栽培稻与亚洲栽培稻种间杂交组合中来自于非洲栽培稻的育性QTLs（基因）,从纵向角度分析了来自于非洲栽培稻的育性位点在不断选择回交中的分离及互作情况,同时比较了其他研究者对非洲栽培稻和亚洲栽培稻种间杂种育性位点的结果,在印证了前人研究结果的同时有了新的进展。并对本研究所用的反复选择、反复回交、反复分子定位手段,将表现为数量性状遗传的育性位点分解为简单遗传的孟德尔遗传因子的方法进行了讨论。本研究的结果为非洲栽培稻的研究及有利基因的发掘利用打下基础,并为复杂数量性状的研究提供了一些切实可行的思路和方法。本研究的主要成果如下:（1）用BC1F1群体（182株）构建了第一张完全基于SSR标记的非洲栽培稻分子连锁图,该连锁图包含132个SSR标记,覆盖基因组总长度为1938.7cM,标记间平均距离为14.7cM。这为非洲栽培稻有利基因的发掘利用提供了一个有力的分子工具。（2）根据花粉对I-KI的染色反应及小穗育性,对BC1F1进行选择回交至BC6F1。结合50个BC6F1单株143个SSR标记数据,构建了一张相关育性的染色体片段渗入图。以这张染色体片段渗入图作指导,再用轮回亲本（WAB450-16）回交一次,构建了10个BC7F1育性回交高世代群体。（3）对这10个回交高世代群体进行定位分析,准确定位各育性位点。其中H3E190在第3染色体短臂末端RM6297附近检测到一花粉表现为染败的花粉育性位点,与已发表S19在同一染色体区域,且同属花粉灭杀位点,很可能与S19互为等位。H3E194在第7染色体长臂中部RM3826附近检测到一个花粉表现为典败和圆败的新位点,暂定名为S30（t）。另外在H3E207、H3E211、H3E228三群体中,同时在第1、第7染色体上各检测到一个与花粉染败率、小穗育性相关的位点,同为配子消除位点,暂定名为S31（t）,S32（t）。（4）在H3E207,H3E211,H3E228三个群体中,均检测到S31（t）、S32（t）两个育性位点的互作,由此在非洲栽培稻与亚洲栽培稻育性研究中,在传统的单位点孢子体-配子体互作模型上有了新的进展。（5）通过比较各种QTL分析方法在BC1F1初级群体及回交高世代群体对各项育性指标的分析结果,对用反复选择、反复回交、反复分子定位的策略将复杂数量性状分解成简单遗传因子的方法进行了讨论。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一部分文献综述

1 非洲栽培稻,水稻改良中首选的基因库

2 生殖隔离是杂交育种中普遍存在的也是最大的障碍

2.1 隔离的种类

2.2 杂种不育在杂交育种中的普遍性

2.3 亚洲栽培稻与非洲栽培稻种间生殖隔离的研究进展

3 分子标记定位QTL的原理

3.1 方差分析法(analysis of variance,ANOVA)

3.2 区间作图法(interval mapping,IM)

3.3 复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)

3.4 混合线性模型方法(mixed model approaches,MMA)

4 作图群体的组成及遗传连锁图谱的构建

5 QTL定位、标记辅助选择

5.1 QTL的初级定位

5.2 QTL的精细定位

5.3 分子标记辅助选择

5.4 基于标记图谱基础上的基因克隆

6 数量性状研究今后的发展

7 从水稻近缘种发掘利用数量性状有利基因

第二部分研究内容

1 引言

2 材料与方法

2.1 遗传分析材料

2.2 群体构建

2.3 田间表型性状的调查

2.4 基因型数据的收集

2.5 分子标记连锁图的构建

2.5.1 基因型数据和表型数据的初步整理

2.5.2 分子标记连锁图的构建

2.6 育性QTL的定位

2.6.1 初级群体QTLs的初步分析

2.6.2 近等基因系群体标记杂合率的检测

2.6.3 用回交高世代群体对育性QTLs(基因)的准确定位

2.7 遵循McCouch等人制定的QTL命名原则对检测到的QTLs命名

3 结果与分析

3.1 育性的分离及遗传分析

3.1.1 两个亲本及F1的育性表现

3.1.2 初级群体,近等基因系群体,回交高世代群体育性的表现

3.2 微卫星(SSR)标记的亲本多态性

3.3 分子连锁图

3.4 BC_1F_1群体的育性QTL分析

3.4.1 用各种QTLs检测方法对初级群体育性QTL的分析

3.4.2 初级群体SSR标记的偏分离

3.5 近等基因系群体育性相关区域的检测

3.5.1 近等基因系群体育性相关染色体片段渗入图

3.5.2 近等基因系群体SSR标记的杂合率

3.5.3 由近等基因系群体染色体片段渗入图对回交高世代群体的构建

3.6 用回交高世代群体对育性QTLs(基因)的分析

3.6.1 回交高世代群体对育性QTLs(基因)的定位

3.6.2 回交高世代群体QTLs上位性的检测

3.6.3 与已发表非洲栽培稻育性位点的比较

4 讨论

4.1 S1位点的代换

4.2 统计方法的比较

4.3 初级群体标记偏分离与近等基因系群体标记杂合率的比较

4.4 标记偏分离位点与育性位点的比较

4.5 将表现为复合数量性状的育性进一步分解

4.6 初级群体与回交高世代群体QTLs定位比较

4.6.1 初级群体中各种QTLs分析方法的比较

4.6.2 回交高世代群体各种QTLs分析方法的比较

4.6.3 初级群体与回交高世代群体QTLs定位比较

4.7 选择回交在QTLs定位中的作用

4.7.1 回交使背景趋于纯合

4.7.2 选择使效应固定

4.7.3 反复的选择、回交将QTLs分解成简单遗传的因子

4.8 相关性状QTL的聚群分布

4.9 对未定位的回交高世代群体的下一步验证

5 结论

参考文献

致谢

发布时间: 2009-06-30

参考文献

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