广亲和品种Dular的f5、f6及02428的S5等位基因的广亲和性、基因效应及f5-Du的精细定位研究

论文摘要

广亲和品种是一类与籼稻和粳稻杂交杂种F1代均表现正常可育的一类特殊种质资源。以前的研究表明，Dualr和02428是广亲和品种，并已鉴定出许多位点对籼粳杂种育性有显著效应。在本研究中分别以Dualr和02428作供体，珍汕97为受体，通过连续回交及分子标记辅助选择，构建了含有f5-Du、f6-Du和S5-08的5套近等基因系，即ZS（f5-Du／f5-ZS），ZS（f6-Du／f6-ZS），ZS（S5-08／S5-ZS），ZS（f5-Du／f5-ZS，f6-Du／f6-ZS）和ZS（f5-Du／f5-ZS，S5-08／S5-ZS）。以这些近等基因系为材料，分别与籼稻测验种南京11和粳稻测验种Balilla配组，分析了f5-Du、f6-Du和S5-08的广亲和性和基因效应：并对f5-Du进行了精细定位。获得的主要研究结果如下： 1．构建的近等基因系ZS（f5-Du／f5-ZS），ZS（f6-Du／f6-ZS），ZS（S5-08／S5-ZS），ZS（f5-Du／f5-ZS，f6-Du/f6-ZS）和ZS（f5-Du／f5-ZS，S5-08/S5-ZS）的轮回亲本珍汕97的遗传背景回复率分别为98.75％，98.75％，97.92％，96.67％和96.67％；并且这些近等基因系在以前研究中检测到的其它籼粳杂种育性位点上均是轮回亲本珍汕97的纯合基因型。 2．近等基因系与籼稻测验种南京11杂交，所有杂交组合均与对照组合珍汕97×南京11一样表现为正常可育。各近等基因系自交产生的三种基因型植株均表现为正常可育，且三种基因型之间没有偏分离现象发生。因此来自广亲和品种的3个等位基因与典型籼稻对应的等位基因是完全亲和的。 3．在与粳稻Balilla杂交的亲和性测验中，对单个位点两类基因型之间的比较表明f5位点两类基因型间花粉和小穗育性均存在巨大差异，f5-Du等位基因可以将花粉育性（碘染）平均提高50％以上，小穗育性提高20％以上。由于研究组合中花粉育性太低，f6和S5位点两类基因型间小穗育性均没有显著差异。 4．含两位点的近等基因系与粳稻Balilla测交结果也表明，f5是唯一引起花粉育性差异的位点，携带f5-Du基因型的植株花粉育性极显著地高于f5-ZS基因型的植株。此外含两位点的近等基因系与粳稻Balilla测交结果也检测到f6和S5位点对小穗育性的极显著效应。在2003年的研究中f6和S5位点对小穗育性仅在f5-Du存在时有极显著效应；而在2004年的研究中不管f5-Du存在与否，均表现出对小穗育性的极显著效应，但当f5-Du存在时f6和S5位点对小穗育性的效应要大得多。同时发现f6和S5位点遗传行为完全相似。

论文目录

• 缩略词表
• 中文摘要
• Abstract
• 1.文献综述
• 1.1 水稻籼粳杂种不育和广亲和研究
• 1.1.1 籼粳杂种不育的细胞学研究
• 1.1.1.1 雄配子败育
• 1.1.1.2 雌配子败育
• 1.1.1.3 花药开裂障碍
• 1.1.1.4 花粉在柱头上的萌发障碍
• 1.1.2 遗传模式的提出
• 1.1.3 籼粳杂种不育及广亲和现象的复杂性
• 1.1.3.1 广亲和性的测验
• 1.1.3.2 广亲和品种的亲和谱与亲和力
• 1.1.3.3 广亲和品种中广亲和基因的等位性问题
• 1.1.3.4 籼粳杂种不育的复杂性及一系列杂种育性相关位点的发现
• 1.1.4 广亲和及杂种不育的全基因组遗传分析
• 5ⁿ的精细定位'>1.1.5 广亲和基因S₅ⁿ的精细定位
• 1.1.6 籼粳杂种低温敏感不育
• 1.1.7 籼粳遗传分化与杂种不育
• 2不育及高世代不育的遗传研究'>1.1.8 籼粳杂种F₂不育及高世代不育的遗传研究
• 1.1.9 籼粳亚种组合偏分离现象研究
• 1.1.10 籼粳稻基因组部分序列比较
• 1.2 植物数量性状研究进展
• 1.2.1 数量性状的遗传分解
• 1.2.2 近等基因系及染色体片段置换系在QTL研究中的重要意义
• 1.2.3 QTL与作物遗传改良
• 1.2.4 QTL的精细定位与克隆
• 1.3 研究目的和意义
• 2.材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 水稻材料
• 2.1.2 BAC文厍
• 2.1.3 遗传转化的载体及菌株
• 2.2 方法
• 2.2.1 RFLP及SSR分子标记分析
• 2.2.2 BAC文库筛选及质粒抽提
• 2.2.3 近等基因系的选育方案
• 2.2.4 亲和性测验
• 2.2.5 用于f5精细定位的分子标记的开发
• 2.2.6 长链PCR扩增
• 2.2.7 田间试验
• 2.2.8 性状考察
• 2.2.9 数据处理及统计分析
• 3.结果与分析
• 3.1 近等基因系的构建
• 3.1.1 阳性单株的筛选
• 3.1.2 遗传背景选择
• 3.1.3 回交过程中的性状考察
• 3.2 亲和性分析
• 3.2.1 目标等位基因对典型籼稻品种的亲和性分析
• 3.2.2 目标等位基因对典型粳稻品种的亲和性分析
• 3.2.2.1 分离群体中的育性分布
• 3.2.2.2 f5,f6和S5的效应分析
• 3.3 水稻花粉广亲和基因f5-Du的精细定位
• 3.3.1 定位群体花粉育性分布
• 3.3.2 f5-Du初步定位
• 3.3.3 f5-Du精细定位
• 3.3.4 70-kb内预测的基因
• 3.3.5 一个候选基因转化载体的构建
• 3.3.6 珍汕97中候选基因的克隆
• 4.讨论
• 4.1 f5-Du、f6-Du和S5-08的广亲和性及效应
• 4.2 籼粳杂种雄配子对小穗育性的重要影响分析
• 4.3 f6和S5的效应与前人研究结果的比较
• 4.4 籼粳杂种不育基因的发掘、上位性研究及其近等基因系的构建方案探讨
• 4.5 Dular在亚种间杂种优势利用中的策略
• 4.6 重组热点与籼粳杂种不育基因的快速进化
• 4.7 进一步精细定位f5-Du的方案探讨
• 4.8 关于籼粳杂种不育基因与广亲和基因功能验证的思考
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 致谢