水稻品种耐酸铝的QTL分析

论文摘要

铝毒是农作物在酸性土壤条件下的主要生长限制因子。水稻（Oryza sativa L.）品种间存在着铝毒耐性差异。本实验以相对根伸长量（RRE）作为耐酸铝的判断指标,利用水培添加AICI3的方法模拟土壤的铝毒环境,对本实验室保存的水稻品种进行耐酸铝筛选。根据筛选结果,构建了酸铝耐性品种扬糯6号与酸铝敏感品种双竹占的F2分离群体。利用该群体进行耐酸铝的QTL分析,检测到4个可能与酸铝耐性相关的数量性状位点（QTLs）。选择效应值较大的QTL位点进行分解,并精细定位,为水稻耐酸铝QTL的图位克隆奠定基础。主要结果如下：（1）对本实验室保存的188份水稻品种进行酸铝耐性筛选,共筛选出酸铝耐性品种9个,酸铝敏感品种6个。（2）对扬糯6号/双竹占F2分离群体的188个单株进行酸铝耐性（RRE）测定,结果表明,RRE值呈现连续的正态分布,具有数量性状位点（QTL）的特点。（3）运用已公布的和本实验室自行开发的SSR标记和InDel标记对分离群体进行基因型分析,构建了一张水稻遗传连锁图谱,该图谱包括146个SSR标记和InDel标记,总长度为1889.1 cM,标记间的平均遗传距离为12.9cM。（4）结合F2分离群体的表型和基因型数据,利用Windows QTL Cartographer V2.5软件共检测到4个可能与酸铝耐性相关的QTLs,分别位于第1、5和10染色体上,各QTL的贡献率在2.7%-11%之间。其中位于第5染色体上的QTL （qRRE2）对铝毒的耐性效应来自亲本扬糯6号；另外3个QTLs对铝毒耐性效应来自亲本双竹占,1个位于第1染色体（qRRE1）,2个位于第10染色体（qRRE3,qRRE4）。分析前人研究结果发现,定位在第10号染色体上2个QTL位点前人未曾报道,且效应值最大,为2个新的QTLs。选取第10染色体上qRRE4进行分解。通过标记检测,在F2群体中鉴定出只在该QTL位点杂合的单株,利用由此杂合体单株自交产生的F3株系进行该主效基因的精细定位。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 缩写说明
• 1 文献综述
• 1.1 铝对植物的毒害
• 1.1.1 铝毒
• 1.1.2 植物受铝毒害的症状
• 1.1.3 铝离子的毒害机理
• 1.2 植物对铝毒害的耐性机理
• 1.2.1 外部解毒机制
• 1.2.2 内部解毒机制
• 1.3 遗传连锁图谱的构建
• 1.3.1 作图群体的建立
• 1.3.2 DNA分子标记
• 1.3.3 遗传图谱的制作
• 1.3.4 水稻遗传连锁图谱的研究进展
• 1.4 数量性状座位（QTLs）定位
• 1.4.1 QTL定位的原理和方法
• 1.4.2 QTL精细定位
• 1.5 水稻耐铝毒机制的研究进展
• 1.5.1 水稻耐铝毒QTL定位的研究进展
• 1.5.2 水稻耐铝毒基因的克隆
• 1.6 问题与展望
• 2 水稻耐酸铝品种的筛选
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 酸铝耐性检测
• 2.3 数据处理
• 2.4 结果与分析
• 2.5 小结与讨论
• 3 QTL遗传定位群体的构建及表型鉴定
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 亲本表型鉴定
• 3.2.2 分离群体表型检测
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 亲本表型鉴定
• 3.3.2 分离群体表型检测
• 3.4 小结与讨论
• 4 遗传连锁图谱的构建
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 水稻DNA的提取
• 4.2.2 亲本间多态标记的筛选
• 4.2.3 PCR扩增与检测
• 4.2.4 数据统计分析
• 4.2.5 遗传图谱的构建
• 4.3 结果与分析
• 4.4 小结与讨论
• 5 水稻耐酸铝的QTL分析
• 5.1 实验材料
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 QTL初定位
• 5.2.2 定量PCR检测
• 5.2.3 QTL位点的分解
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 水稻耐酸铝的QTL定位
• 5.3.2 耐酸铝候选基因的验证
• 5.3.3 QTL位点的分解及初步验证
• 5.4 小结与讨论
• 参考文献
• 附录1
• 致谢
• 已发表的学术论文
• 学位论文标注