水稻抽穗期及其对光温反应敏感性的QTL定位分析

论文摘要

抽穗期决定着水稻品种种植地区与季节适应性,是复杂的质量-数量性状。水稻抽穗期是育种家在改良水稻时重点考虑的农艺性状。因此选育合理熟期、高产优质的水稻品种一直为水稻育种工作者所重视。本文利用1个回交重组自交系（BIL）,2个重组自交系（RIL）和2个染色体片段置换系（CSSL）对水稻的抽穗期进行了初步研究,主要结果如下：1水稻品种Koshihikari抽穗期的数量性状位点为了研究Koshihikari抽穗期数量位点,利用KoshihikarixKasalath BIL群体和相应的Kasalath/Koshihikari CSSL群体,在南京和海南两个环境下对抽穗期QTLs进行定位分析。在两个环境中重复检测到3个QTLs,分别位于第3、6和8染色体上。在qHd-3和qHd-8位点,来自Koshihikari等位基因能够提早抽穗,在qHd-6-1位点,来自Koshihikari等位基因能够延迟抽穗；第3染色体qHd-3和第7染色体QTL之间存在上位性。通过BIL和CSSL相互比较发现：qHd-3所在的标记区间与W008的Kasalath插入片段位置大体一致,qHd-8所在的标记区间与W023、W024的Kasalath插入片段相吻合,qHd-7-1所在的标记区间位于W20的Kasalath片段之内,表明确实存在这3个位点。同时还对Koshihikari×桂朝2号RIL抽穗期的QTLs定位分析,在南京和海南分别检测到3个抽穗期QTLs,1对抽穗期QTLs间存在互作。2利用南京11/Koshihikari RIL群体进行抽穗期QTL定位分析利用153个SSR标记,对由140个株系组成的南京11/Koshihikari RIL进行基因型检测,构建了全长为1896.2cM、平均图距为12.3cM、覆盖水稻12条染色体的遗传图谱。分别在南京自然光温（高温长日照）、南京遮光（高温短日照）、海南自然光温（低温短日照）和海南温室大棚（高温短日照）四个环境下检测该群体的抽穗期QTL,共检测到5个抽穗期QTL,分别位于第1、3、6、8、10染色体上,其中qHd-1仅在高温短日照条件下表达,qHd-6和qHd-10在低温短日照条件下表达。而qHd-3和qHd-8-1在长日照条件下表达。此外,还在南京高温和海南短日照条件下分别检测到1对QTL存在互作效应。上述结果表明,不同的光温环境下,抽穗期受不同类型的QTL控制,同时还受微效位点、上位性QTL和其它环境的影响。3利用培矮64S/93-11染色体片段CSSL解析水稻抽穗期QTL本研究利用以籼稻93-11为受体,培矮64S为供体的CSSL群体,在南京2种日照长度条件下[自然条件（日照时间为13.2-14.2h）和遮光处理（9h）]、海南2种温度条件下（自然温度和温室大棚高温）种植,分析了CSSL与受体亲本93-11之间的抽穗期差异,对置换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。在P=0.001水平,共鉴定出21个抽穗期QTL,分布于水稻的10条染色体上,并且分析了这些QTL的光温特性,其中2个为感光QTLs,8个为感光抑制QTLs,2个对高温敏感的QTLs,4个对温度钝感的QTLs,5个为早熟QTLs.利用CSSL C053与93-11构建次级F2群体,将早熟QTL qHd-8-4定位在第8染色体RM22496与RM72之间,与两标记的距离分别为2.6cM和3.5cM。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 分子数量遗传研究的原理、方法与应用
• 1.1 分子标记连锁图谱的构建
• 1.2 QTL初步定位的原理和方法
• 1.3 QTL的单基因分解、精细定位和图位克隆
• 1.4 QTL定位研究的育种应用
• 2 水稻抽穗期遗传
• 2.1 水稻抽穗期的感光性、感温性和基本营养生长性
• 2.2 水稻抽穗期遗传模式
• 2.3 水稻抽穗期基因定位
• 2.4 水稻抽穗期的QTL定位
• 2.5 水稻抽穗期基因/QTL的克隆
• 2.6 抽穗期遗传信号调控途径
• 2.7 水稻抽穗期QTL的稳定性和育种应用
• 3 分子设计育种
• 4 本研究的目的意义、内容
• 第二章 水稻品种KOSHIHIKARI抽穗期的数量性状位点
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 材料的种植和性状调查
• 1.3 数据分析
• 2 结果
• 2.1 KoshihikarixKasalath BIL群体抽穗期QTL稳定性遗传分析
• 2.2 Kasalath/Koshihikari CSSL群体对QTL定位结果进行验证
• 2.3 Koshihikari×桂朝2号RIL群体抽穗期稳定性遗传分析
• 3 讨论
• 3.1 QTL表达稳定性的机理
• 3.2 不同群体间抽穗期QTL位点的差异
• 3.3 Koshihikari在育种中的应用
• 4 结论
• 第三章 利用南京11/KOSHIHIKARI RIL群体进行抽穗期QTL定位分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 分子连锁图谱构建
• 1.3 田间试验
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 遗传图谱的构建
• 2.2 亲本与RIL群体抽穗期表现
• 2.3 抽穗期QTL的分析
• 2.4 抽穗期光温反应敏感性分析
• 3 讨论
• 4 结论
• 第四章 利用培矮64S/93-11染色体片段CSSL解析水稻抽穗期QTL
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 田间试验
• 1.3 QTL分析
• 1.4 qHd-8-4的定位
• 2 结果与分析
• 2.1 亲本的抽穗期
• 2.2 控制抽穗期的QTL分析
• 2.3 qHd-8-4的定位
• 3 讨论
• 4 结论
• 第五章 全文结论和讨论
• 1 全文结论
• 2 全文讨论
• 2.1 QTL表达稳定性的机理
• 2.2 不同群体间QTL位点的差异
• 2.3 Koshihikari在育种中的应用
• 3 本研究的创新之处
• 3.1 全面系统的阐述Koshihikari的抽穗期位点
• 3.2 研究方法的创新
• 3.3 研究结果的创新
• 参考文献
• 附录
• 在读期间发表的论文
• 致谢