利用回交重组自交系分析水稻株型与穗部性状的遗传基础

论文摘要

理想的植株形态是高产的生理基础,株型改良对水稻超高产育种具有重要的作用。本研究以优良杂交稻亲本9311和珍汕97B的回交重组自交系（BRILs）群体为材料,构建了分子遗传连锁图谱,并利用该群体（BE1F8）的244个株系对剑叶、叶间距、穗抽出度等8个株型性状与穗重等5个穗部性状进行了两年考察及株型等性状QTL分析,取得的主要结果如下:1、利用122个SSR标记和2个InDel标记对BRILs 244个单株进行基因型分析并构建遗传连锁图谱,该连锁图共覆盖水稻全基因组1,349.3cM的遗传距离,标记间平均图距为10.9cM。在124个标记中,87个位点上等位基因频率符合1:3的分离比率,37个标记表现偏分离（P＜0.05）,占29.8%,并且存在明显的偏分离热点,它们分布于除第5、9以外的10条染色体上,其中16个偏向珍汕97B,1个偏向9311。2、8个株型相关性状（株高、剑叶宽、剑叶长、剑叶面积、剑叶角、叶间距、穗长、穗抽出度）除了剑叶角外其余均与穗重在两年试验中都呈现极显著相关性;在株型性状和穗部性状内也存有显著的相关性,表明株型相关性状的改良可能对单产提高有着重要的作用。3、两年共检测到影响8个株型性状的62个QTL（LOD＞2.4）,它们主要分布在第1、3、7、8、11染色体上。其中叶面积qFS-1α的效应最大,两年分别解释37.73%/26.62%的叶片面积变异,来自珍汕97B等位基因能使叶片面积减少5.60cm2/9.20cm2。4、两年共检测到34个影响穗部相关性状（一次枝梗数、二次枝梗数、粒长、粒宽、穗重）的QTL（LOD＞2.4）,它们分布于除第9染色体外的其余染色体上。其中粒宽qGW-5的效应最大,为65.37%/56.90%,其来自9311的等位基因降低粒宽。5、12条染色体上共定位到18个多效性QTL区间,其中12个QTL区间同时影响株型和穗部性状,4个重叠QTL区间同时影响穗部相关性状,如第1染色体存在多效性区间RMl51-RM8083同时控制剑叶长、剑叶宽、剑叶面积、二次枝梗和穗重,该区间QTL解释表型变异的范围为7.28%～37.73%,而且这5个性状间两年均呈极显著相关,表明多效性QTL可能是性状显著相关的遗传基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩写名词表
• 1 文献综述
• 1.1 水稻株型的研究进展
• 1.1.1 株型的概念及国内外研究情况
• 1.1.2 水稻株型特征以及相应指标
• 1.1.3 株型相关性状的遗传研究和分子剖析
• 1.1.4 影响株型性状的的非遗传因素
• 1.2 作物数量性状的研究进展
• 1.3 本研究的目的
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料与田间试验
• 2.2 性状考察
• 2.3 DNA抽提、标记分析和遗传图谱构建
• 2.3.1 DNA抽提
• 2.3.2 SSR标记与InDel标记分析
• 3 结果与分析
• 3.1 分子标记分析和遗传图谱构建
• 3.1.1 亲本多态性分析
• 3.1.2 群体的基因型分析
• 3.1.3 遗传连锁图谱的构建
• 3.2 亲本与群体的性状表现
• 3.3 相关分析
• 3.4 基因型与环境互作分析
• 3.5 回交自交系群体（BRILs）各性状的QTL定位分析
• 3.6 多效性 QTL
• 4 讨论
• 4.1 染色体上标记多态性“冷点”区域
• 4.2 QTL定位分析
• 4.2.1 株型与穗部性状 QTL定位
• 4.2.2 本研究定位结果与其它研究的比较
• 4.2.3 QTL成簇分布以及性状的相关性
• 4.3 分子标记辅助选择改良水稻株型
• 参考文献
• 致谢