东乡野生稻苗期耐冷性QTL定位

论文摘要

冷害是水稻（Oryza sativa L.）生产的主要灾害之一,而且水稻苗期冷害是影响早春季节和高纬度地区水稻生长发育的重要限制因素之一。因此,寻找耐冷性遗传资源,选育耐冷性强的品种,尤其从全球分布最北的东乡野生稻（O. rufipogon Griff.） （以下简称“东野”）中发掘耐冷基因,对水稻高产、稳产具有重要意义。本研究以强耐冷材料“东野”为供体亲本,冷敏感材料协青早B （O. sativa sp. indica Kato）为轮回亲本,构建了BC1F10和F2两个初级定位群体,以强耐冷品种龙稻5号（O. sativa sp. japonica Kato）和亲本为对照,进行苗期耐冷性遗传分析和基因定位。结果如下:1.“东野”苗期耐冷性遗传分析以萎蔫率和死苗率为鉴定指标,利用228个“东野”/协青早B//协青早B构建的回交重组自交系（Backcross Inbred Lines, BILs）群体(BC1F10),用10°C处理7 d进行苗期耐冷性遗传分析,结果表明BC1F10群体的平均萎蔫率为67.40%,平均死苗率为70.80%,均呈偏态的连续分布,且耐冷性分离比例均为1:3,暗示“东野”苗期耐冷性遗传为质量-数量性状遗传,存在控制耐冷性状的主效数量性状基因位点（Quantitative Trait Locus, QTL）。以死苗率为鉴定指标,利用从BC1F10群体苗期耐冷性鉴定中筛出的强耐冷株系5339,与协青早B回交获得265个F2:3群体,用10°C处理7 d进行苗期耐冷性遗传分析。结果显示死苗率在F2:3群体各株系间表现差异,变异幅度从6.13%100%,平均死苗率为69.76%,呈连续分布,且耐冷性分离比例为1:3,进一步说明“东野”苗期耐冷性是由主效基因+微效基因控制的质量-数量性状遗传。⒉“东野”苗期耐冷性QTL定位利用130对分子标记,对“东野”/协青早B//协青早B构建的239个BC1F10群体构建遗传谱图,用复合区间作图法（Composite Interval Mapping, CIM）对BC1F10群体苗期耐冷性进行QTL定位。检测到2个QTLs:qSCT-1位于第1号染色体RM246-RM1095区间,qSCT-12位于第12号染色体RM519-RM270区间,对表型的贡献率分别为53.34%和12.07%。利用64对分子标记,对5339/协青早B构建的276个F2群体构建遗传图谱,以F2:3群体的死苗率代表F2群体的分子标记基因型,用CIM法对F2群体苗期耐冷性进行QTL定位。在第4号染色体上检测到1个QTL qSCT-4,位于InDel标记S47M处,对表型的贡献率为1.55%。本研究检测到的3个QTLs,可为“东野”耐冷基因的精细定位、基因克隆和分子标记辅助选择育种奠定基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词
• 引言
• 第1章 文献综述
• 1 水稻耐冷性研究概述
• 1.1 水稻冷害及分类
• 1.2 水稻冷害机理
• 1.3 水稻冷害保护机制
• 2+'>1.3.1 信号分子Ca²⁺
• 1.3.2 抗氧化系统
• 1.3.3 转录因子CBF
• 1.3.4 激素对冷诱导基因表达的调节作用
• 1.3.5 逆境胁迫的“交叉适应”
• 1.4 水稻耐冷性
• 1.5 耐冷性鉴定方法和评价指标
• 1.5.1 耐冷性鉴定方法
• 1.5.2 耐冷性评价指标
• 1.6 水稻苗期耐冷性遗传研究
• 2 “东野”研究进展
• 2.1 野生稻及其耐冷性鉴定
• 2.2 “东野”的耐冷特性
• 2.3 “东野”耐冷性遗传研究
• 3 QTL 定位研究及应用
• 3.1 遗传标记类型
• 3.2 SSR 分子标记及其应用
• 3.3 遗传图谱的构建
• 3.3.1 标记连锁图谱构建的原理
• 3.3.2 作图群体
• 3.4 QTL 定位的原理及方法
• 3.4.1 QTL 定位的原理
• 3.4.2 QTL 定位的方法
• 3.4.3 QTL 定位软件
• 3.4.4 QTL 精细定位
• 3.5 主效QTL 的图位克隆
• 3.6 分子标记辅助育种
• 4 本研究目的和意义
• 第2章 材料与方法
• 1 供试材料和性状考查
• 1.1 性状考查
• 1F₁₀ 定位群体'>1.2 BC₁F₁₀定位群体
• 2 定位群体'>1.3 F₂定位群体
• 2 苗期耐冷性鉴定
• 2.1 鉴定方法
• 2.2 耐冷性评价方法
• 3 分子标记设计及多态性分析
• 3.1 引物设计
• 3.2 引物稀释和使用
• 3.3 DNA 的提取
• 3.4 PCR 反应和电泳分析
• 3.5 引物多态性分析
• 4 QTL 定位
• 4.1 分子连锁图谱的构建
• 4.2 QTL 分析
• 第3章 结果与讨论
• 1 “东野”苗期耐冷性分析
• 1.1 “东野”田间性状考查
• 1.2 低温胁迫下“东野”的耐冷性分析
• 1.3 讨论
• 1F₁₀ 群体苗期耐冷性遗传分析'>2 BC₁F₁₀群体苗期耐冷性遗传分析
• 1F₁₀群体部分株系田间性状考查'>2.1 亲本及BC₁F₁₀群体部分株系田间性状考查
• 1F₁₀ 群体苗期萎蔫率的遗传分析'>2.2 低温胁迫下BC₁F₁₀群体苗期萎蔫率的遗传分析
• 1F₁₀ 群体苗期死苗率的遗传分析'>2.3 低温胁迫下BC₁F₁₀群体苗期死苗率的遗传分析
• 2.4 耐冷性鉴定指标分析
• 2.5 8°C 昼/5°C 夜处理条件下25 个株系的耐冷性分析
• 2.6 讨论
• 2:3 群体苗期耐冷性遗传分析'>3 F_2:3群体苗期耐冷性遗传分析
• 2 群体田间性状考查'>3.1 亲本5339 及F₂群体田间性状考查
• 2:3 群体苗期死苗率的遗传分析'>3.2 低温胁迫下F_2:3群体苗期死苗率的遗传分析
• 3.3 讨论
• 4 “东野”苗期耐冷性QTL 定位
• 4.1 多态性分子标记的筛选
• 4.2 多态性分子标记的检测及连锁图谱构建
• 1F₁₀ 群体苗期耐冷性QTL 定位'>4.3 BC₁F₁₀ 群体苗期耐冷性QTL 定位
• 2 群体苗期耐冷性QTL 定位'>4.4 F₂ 群体苗期耐冷性QTL 定位
• 4.5 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在读期间公开发表论文（著）及科研情况