水稻早世代稳定遗传特异性与育种应用研究

论文题目: 水稻早世代稳定遗传特异性与育种应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 生物化学与分子生物学

作者: 周黎军

导师: 李仕贵,吴先军

关键词: 早世代稳定,稳定株系,分离株系,标记,标记,恢复系,配组,合子

文献来源: 四川农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 水稻早世代稳定现象是在水稻育种实践中出现的一种特殊的遗传现象。过去的研究往往针对偶然发现的个例事件或群体,没有建立有效的遗传分析群体也没有进行遗传规律分析。在利用分子标记分析时,多采用SSR标记,标记分析方法单一,也缺乏对F1单株、F2、F3等世代群体的追踪和采用稳定株系与分离株系的比较,因而未有全面、系统而深入的研究。本实验利用11个具有早世代稳定遗传特性的水稻品系（以下简称“早稳”水稻）与7个栽培稻品种进行杂交,配制了3种不同类型的杂交组合:早稳×早稳、早稳×栽培稻、栽培稻×栽培稻的正交、反交组合,建立了遗传分析群体。通过全面而系统的农艺性状分析、遗传分析、SSR和ISSR标记,研究了亲本的遗传标记在后代群体的重组和传递情况,比较同一杂交组合后代群体稳定株系与非稳定株系之间的遗传差异,以及不同杂交组合后代稳定株系之间的遗传差异,寻找到了与早代稳定相关的分子标记,推测了水稻早世代稳定的遗传机理。对利用水稻早世代稳定特性选育杂交水稻恢复系、配制杂交稻新组合作了研究。结果如下: 农艺性状分析表明,在本试验的杂交组合F2群体中稳定株系出现频率为8.96%。其中,早稳×早稳组合稳定株系出现频率为28.77%,早稳×栽培稻组合稳定株系出现频率为4.76%,栽培稻×栽培稻组合不出现稳定株系,说明早稳亲本是稳定株系出现的“发动者”,早稳亲本中可能存在引起稳定株系出现的“诱导因子”。早稳×栽培稻杂交组合类型中,正、反交稳定株系出现频率为4.96%和4.60%,两者差异较小,且有4个正、反交组合后代均出现稳定株系,可以排除细胞质遗传效应。通过追踪田间农艺性状调查发现,出现早世代稳定株系的杂交组合,其F1群体出现了单株间性状分离,其中与F2稳定株系对应的F1单株和F2分离株系对应的F1单株农艺性状具有差异。在出现稳定株系的F2群体中,同时存在两种类型的株系:农艺性状整齐一致的稳定株系;农艺性状正常分离的分离株系。由此说明稳定株系的F1单株已经是纯合基因型植株,水稻中出现的早世代稳定遗传的基本单位是F1单株或F2株系。 SSR标记结果表明,F2稳定株系、F3稳定株系群及F1单株具有一致的标记带型,都表现为纯合基因型标记,双亲的标记在后代中都出现,表现为遗传重组纯合;分离株系F1单株表现为杂合性、F2群体分子标记表现为孟德尔式分离。出现稳定株系的

论文目录:

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英文摘要

第一部分文献综述

第一章水稻早世代稳定现象的研究进展

1.1 水稻早世代稳定现象的发现与研究现状

1.2 早世代稳定现象遗传机理推测

1.2.1 促稳定因子(Promoting Stable Factor)

1.2.2 杂合性丧失促进基因型固定(Loss of Heterzygoisity)

1.2.3 体细胞染色体消除机制(Somatic Chromosome Elimination)

1.2.4 体细胞减数分裂(Somatic Reduction)

1.2.5 DNA片段杂交假说(Hypothesis of DNA Fragment Crossing)

1.3 早世代稳定现象在水稻育种中的应用

1.3.1 早世代稳定水稻育种技术路线

1.3.2 利用早世代稳定材料育成品系

第二章分子标记在水稻分子遗传学中的应用

2.1 SSR和ISSR标记研究进展

2.1.1 SSR标记在植物中的多态性

2.1.2 SSR在染色体上功能

2.1.3 ISSR的应用状况

2.2 水稻的SSR的开发与应用

2.2.1 水稻SSR的开发

2.2.2 水稻育种中微卫星标记的应用

2.3 分子标记在水稻早世代稳定研究中的应用

第三章水稻生殖发育研究进展

3.1 水稻的生殖单位

3.1.1 雌性生殖单位

3.1.2 雄性生殖单位

3.2 水稻授粉和受精过程

3.2.1 花粉与柱头的相互识别作用

3.2.2 花粉管进入胚囊

3.3 配子的融合

3.4 胚的发育

3.5 胚胎发育的分子生物学

本研究的背景、目的意义

第二部分水稻早世代稳定的遗传分析与合子胚胎发育细胞学研究

第一章水稻早世代稳定的遗传分析

1 材料与方法

1.1 植物材料

1.2 试验方法

1.2.1 杂交组合

1.2.2 F_1种植

1.2.3 F_2种植

1.2.4 F_3、F_4种植

1.2.5 稳定株系的确认方法

1.2.6 稳定株系出现频率的统计方法

1.3 分子标记方法

1.3.1 DNA建池方法

1.3.2 DNA提取方法

1.3.3 SSR扩增反应

1.3.4 ISSR引物来源

1.3.5 ISSR扩增反应

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 水稻早世代稳定的遗传分析

2.1.1 早世代稳定出现频率

2.1.2 不同类型组合出现稳定株系的分析

2.1.3 早世代稳定株系农艺性状统计

2.1.4 田间农艺性状分析

2.1.5 稳定株系农艺性状比较分析

2.2 水稻早世代稳定的SSR标记

2.2.1 亲本间的SSR多态性

2.2.2 同杂交组合亲本间SSR引物多态性频率

2.2.3 早世代稳定亲本聚类分析

2.2.4 稳定株系的SSR标记分析

2.2.5 稳定株系的非父母标记

2.3 早世代稳定株系的ISSR标记分析

2.3.1 ISSR标记多态性

2.3.2 ISSR引物900、815标记稳定株系的多态性

2.3.3 水稻早世代稳定株系与亲本的聚类分析

第二章早世代稳定水稻杂交合子胚胎发育的细胞学研究

1 材料与方法

1.1 植物材料

1.2 合子胚胎发育细胞学研究方法

1.2.1 杂交

1.2.2 取材方法

1.2.3 石蜡切片

1.2.4 染色

1.2.5 脱水

1.2.6 透明与浸蜡

1.2.7 包埋

1.2.8 切片、观察

1.3 稳定亲本和栽培稻减数分裂观察

1.3.1 取材

1.3.2 制片

2 结果与分析

2.1 杂交受精过程观察

2.2 胚和胚乳的发育

2.3 稳定株系的倍性

2.4 杂交组合亲本F_1花粉发育及染色体行为

2.4.1 F_1花粉育性

2.4.2 花粉母细胞减数分裂观察

2.5 成熟胚囊结构观察

第三部分早世代稳定水稻在育种中的应用研究

1 材料与方法

1.1 植物材料

1.1.1 水稻广亲和测验种与待测种

1.1.2 三系杂交稻恢复系亲本测配

1.2 试验方法

1.2.1 稳定亲本广亲和性的测定方法

1.2.2 早世代稳定恢复系选育

2 结果与分析

2.1 早世代稳定亲本广亲合性分析

2.1.1 水稻广亲和性等级划分标准

2.1.2 待测材料广亲和等级

2.1.3 广亲和材料的亲和谱分析

2.1.4 测交F_1花粉育性与广亲和的关系

2.2 早世代稳定恢复系的选育

2.2.1 MAS与2371可恢复性的分子标记检测

2.2.2 2371的SSR标记检测和农艺性状统计分析

2.2.3 稳定株系2371的生物学特征

2.3 可恢性检测与杂交稻新组合配制

2.3.1 各组合杂种F_1花粉育性检测

2.3.2 各组合F_1农艺性状表现

2.3.3 米质优、抗性强

2.3.4 目标组合

第四部分讨论

1 早世代稳定的遗传特性

1.1 水稻早世代稳定亲本是稳定株系出现的“发动者”

1.2 早世代稳定与细胞质基因无关

1.3 水稻早世代稳定的遗传特异性

2 早世代稳定遗传现象的SSR标记分析

2.1 杂交亲本的遗传差异与早世代稳定的关系

2.2 同一杂交组合稳定株系与分离株系的SSR标记

2.3 稳定株系的非父母标记

2.4 ISSR标记揭示的多态性好

2.5 ISSR标记与水稻早世代稳定株系

3 杂种合子胚胎发育细胞学

4 水稻早世代稳定遗传机理推测

4.1 体细胞减数分裂

4.1.1 体细胞减数分裂

4.1.2 体细胞减数分裂发生的机理

4.1.3 体细胞减数分裂过程

4.2 体细胞减数分裂与早世代稳定

5 利用水稻早世代稳定特性快速选育三系杂交稻恢复系

小结

参考文献

在读期间发表的学术论文

致谢

发布时间: 2005-10-27

参考文献

[1].中型狼尾草种质特性及遗传多样性研究[D]. 张怀山.甘肃农业大学2014
[2].超低氢氰酸高丹草新品系分子标记辅助选育研究[D]. 周亚星.内蒙古农业大学2010

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