小粒野生稻导入系的构建及性状鉴定

论文摘要

水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的粮食作物之一。野生稻具有丰富的遗传多样性,拥有大量的有利基因,从野生稻中发掘栽培稻已丢失或削弱了的优异基因己成为当前水稻育种和资源研究的热点之一。本研究选用具有抗稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱和白背飞虱的小粒野生稻（Oryza minuta Acc No:101133）为供体亲本,以国际水稻所选育的高产、优质的优良品种“IR24”为轮回亲本构建了一套导入系。不仅分析了小粒野生稻与栽培稻种间杂种及回交后代的特征,还利用所构建的高代回交群体,用AB-QTL分析法对12个数量性状进行了QTL定位分析,同时对一个来自于小粒野生稻的抗白叶枯病新基因进行了遗传分析与定位。主要结果归纳如下:1.通过杂交和回交,结合胚拯救获得了小粒野生稻与栽培稻的种间杂种及回交后代。调查了杂种与各回交后代的交配率和染色体数目,表明杂种F1、BC1、BC2和BC3的交配率分别为5.58%、0.11%、0.37%和1.62%;杂种染色体数目为36,回交后代的染色体数目为24-48。2.运用175对均匀分布的SSR标记对双亲和92份二倍体的BC3F1植株进行了分析。小粒野生稻与栽培稻间SSR标记的多态性概率为93.2%;在92份二倍体的BC3F1植株中,小粒野生稻渗入片段的数目、长度、总的大小及其所占全基因组的百分数分别为24.1,17.8 cM,438.4 cM和26.2。3.通过田间的接种鉴定,针对8个白叶枯病生理小种,小粒野生稻都表现为高抗,而IR24都表现感病。杂种F1对8个生理小种全抗,而56份BC1对每个的生理小种的抗性反应存在差异,并且在BC1群体中,对部分生理小种出现了抗性分离。同时还评价了所有BC3F1植株对水稻白叶枯病的抗性表现。4.通过对BC4F1的基因型的分析和BC4F2群体农艺性状的的调查,采用AB-QTL分析法对12性状进行了QTL定位。对9个产量相关性状在武昌和海南分别检测到了28个和31个QTL,其中来自于小粒野生稻的有利QTL分别占46.4%和48.4%。在武昌对3个粒型性状检测到了12个QTL,其中有5个QTL来自于小粒野生稻。5.利用一个BC2F2群体及其F3、F4家系,通过遗传分析和抗谱鉴定发现了一个来自于小粒野生稻的抗白叶枯病新基因,暂命名为Xa31（t）。同时利用SSR标记对Xa31（t）进行了定位分析,初步将其定位于11号染色体的长臂,同标记RM144共分离,在标记RM7654和RM6293之间,与它们的距离分别为1.1 cM和0.66 cM。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 1 文献综述
• 1.1 野生稻优异基因转移与利用的研究进展
• 1.1.1 野生稻的优异基因
• 1.1.2 野生稻优异基因利用的困难及解决办法
• 1.1.2.1 野生稻优异基因利用的难点
• 1.1.2.2 胚拯救在水稻远缘杂交中的应用
• 1.1.2.3 一些新方法与技术在远缘杂交后代选择中的应用
• 1.1.3 野生稻优异基因分子标记鉴定
• 1.1.3.1 利用野生稻构建的遗传群体
• 1.1.3.2 野生稻优异基因的定位
• 1.1.3.3 野生稻有利基因的克隆
• 1.2 QTL定位
• 1.2.1 QTL定位群体
• 1.2.2 QTL定位方法
• 1.2.2.1 方差分析法（analysis of variance，ANOVA）
• 1.2.2.2 区间作图法（interval mapping，IM）
• 1.2.2.3 复合区间作图法（composite interval mapping，CIM）
• 1.2.2.4 混合线性模型方法（mixed model approaches，MMA）
• 1.2.3 影响 QTL检测的因素
• 1.2.3.1 群体结构
• 1.2.3.2 统计方法及阈值
• 1.2.4 利用平衡群体检测野生种质中有利基因的局限
• 1.2.5 AB-QTL（Advanced backcross QTL analysis，AB-QTL）分析法
• 1.2.5.1 AB-QTL分析法的定义
• 1.2.5.2 AB-QTL分析法的步骤
• 1.2.5.3 AB-QTL分析的优越性
• 1.3 水稻白叶枯病研究
• 1.3.1 水稻白叶枯病的概况
• 1.3.2 水稻白叶枯病的症状
• 1.3.3 水稻白叶枯病病原菌的研究
• 1.3.4 水稻白叶枯病的防治
• 1.3.5 水稻白叶枯病抗病基因研究
• 1.4 导入代换系的构建与应用
• 1.4.1 提供遗传育种研究的新材料
• 1.4.2 发掘优良基因和 QTL
• 1.4.3 进行基因的精细定位
• 1.4.4 进行 QTL的精细定位与互作分析
• 1.5 小粒野生稻利用研究进展
• 1.5.1 小粒野生稻抗性基因的转移与利用
• 1.5.2 小粒野生稻数量性状的鉴定
• 2 研究的目的与意义
• 3 小粒野生稻与栽培稻杂种及回交后代的特征分析
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 植物材料
• 3.2.2 白叶枯病的抗性评价
• 3.2.3 染色体数目的考察
• 3.2.4 SSR分析
• 3.2.5 田间种植和性状考察
• 3.3 结果
• 3.3.1 种间杂种
• 3.3.2 回交后代
• 3.3.3 染色体分析
• 3.3.4 白叶枯病的抗性表现
• 3.3.5 性状的分离和田间表现
• 3.3.6 小粒野生稻和栽培稻的SSR分析
• 3F₁植株的SSR分析'>3.3.7 92份二倍体的BC₃F₁植株的SSR分析
• 3.4 讨论
• 3.4.1 种间杂种和回交后代植株的大量获得
• 3.4.2 小粒野生稻基因渗入
• 3.4.3 SSR分析
• 4 利用AB-QTL分析法定位小粒野生稻的产量相关基因
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 植物材料
• 4.2.2 性状的相关分析
• 4.2.3 SSR分析
• 4.2.4 QTL分析
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 导入系及亲本性状的表现
• 4.3.2 导入系各性状间的相关性分析
• 4.3.3 导入系各性状的 QTL定位分析
• 4.3.4 QTL的多效性
• 4.4 讨论
• 4.4.1 本研究定位的结果与其它研究的比较
• 4.4.2 来自于小粒野生稻的有利 QTL
• 4.4.2.1 小粒野生稻有利 QTL的频率
• 4.4.2.2 小粒野生稻有利 QTL的育种价值
• 4.4.3 QTL的成簇分布与性状的相关性
• 5 一个抗水稻白叶枯病新基因的遗传分析与定位
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 植物材料
• 5.2.2 白叶枯病的抗性鉴定
• 5.2.3 SSR标记分析
• 5.2.4 抗病基因的定位
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 亲本与35-10及其后代自交群体对白叶枯病的抗性表现
• 5.3.1.1 亲本及35-10对白叶枯病的抗性表现
• 2F₂群体对白叶枯病的抗性表现'>5.3.1.2 BC₂F₂群体对白叶枯病的抗性表现
• 2F₃群体对白叶枯病的抗性表现'>5.3.1.3 BC₂F₃群体对白叶枯病的抗性表现
• 5.3.2 利用 BSA法对抗病基因的分析
• 2F₂群体的分析'>5.3.2.1 利用 BSA法对 BC₂F₂群体的分析
• 2F₃群体的分析'>5.3.2.2 利用 BSA法对 BC₂F₃群体的分析
• 5.3.3 新抗病基因的确认
• 2F₄植株的分析'>5.3.3.1 标记RM144对80份 BC₂F₄植株的分析
• 5.3.3.2 新基因的抗谱分析
• 5.3.4 新抗病基因的初步定位
• 5.3.4.1 区段遗传连锁图的构建
• 5.3.4.2 新抗病基因的初步定位
• 5.4 讨论
• 5.4.1 利用 BSA法对抗病基因的初步鉴定
• 5.4.2 新抗病基因的确定
• 5.4.3 抗病基因的遗传定位
• 5.4.4 抗病材料的育种价值
• 6 参考文献
• 7 在读期间发表文章
• 致谢
• 附录