水稻光合相关性状的QTL分析

论文摘要

21世纪，人类将面临粮食、资源和环境等迫切问题。我国农业也面临着严峻挑战，预计到2030年我国的粮食总产必须达到6.4亿吨，才能满足16亿人口的需求，如果再考虑到耕地面积进一步减少等不利因素，单产必须比现在增加50％左右。作物的产量，包括根、茎、叶、种子等，其中只有5％～10％的物质来自根部吸收的营养物质，而90％～95％的物质则来自作物光合作用的产物。为了减少施肥和保护环境，通过提高作物对光能的利用率来增加产量，有着巨大的潜力。 水稻在我国粮食生产中占有举足轻重的地位，是我国种植面积最大、单产最高、总产量最多的粮食作物，全国有60％以上的人口以大米为主食，只有水稻产量稳定才能保证我国整个粮食供给的安全。水稻光合功能的改良将是未来产量增加的决定性因素之一。但是长期以来，水稻光合功能的相关研究大多停留在生理水平上，同时传统的杂交育种手段在改良水稻的光能利用方面至今尚未取得令人满意的结果。随着分子标记技术的发展，QTL定位在作物遗传育种中得到了广泛的应用。为此，本研究利用2个永久性QTL定位群体为材料，对水稻剑叶叶绿素含量、过氧化氢含量、全氮含量进行QTL定位，旨在初步揭示它们的遗传机理，为水稻高光效分子标记辅助选择（MAS）育种提供理论依据。主要结论如下： 利用由日本晴／Kasalath／／日本晴衍生的98个回交重组自交家系（BC1F9）所组成的BIL（backcross inbred lines）群体，测定叶片叶绿素和过氧化氢含量，在第1、2、3和10染色体上分别检测出5个与叶绿素含量性状相关的QTL和2个影响剑叶过氧化氢含量的QTL，其中位于第1染色体的RFLP标记C86和C813之间的q-Ch11对叶绿素含量性状的影响最为显著，对表型变异的贡献率达22％，其增效基因来自粳稻品种日本晴；同时在该区间检测到1个与剑叶过氧化氢含量性状相关的QTL：g-H2O21，对过氧化氢含量性状的减效基因来自日本晴。上位性分析结果显示，影响叶绿素含量及过氧化氢含量性状的非等位QTL之间存在显著的上位性效应。具有上位性

论文目录

• 原创性声明
• 学位论文版权使用授权书
• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 第一节 光合作用相关生理特性研究进展
• 1 生理因素对光合作用的影响
• 2 环境因子对光合作用的影响
• 3 光合作用的遗传基础
• 4 氧自由基与光合作用
• 5 水稻氮素含量与光合作用
• 第二节 水稻高光效育种现状
• 1 高光效育种的提出
• 2 水稻高光效生理育种
• 3 高光效育种途径
• 第三节 QTL定位研究的原理、方法与应用
• 1 水稻DNA分子标记连锁图的构建
• 2 QTL定位群体
• 3 QTL定位原理及分析方法的发展
• 4 QTL定位统计软件和阈值
• 5 从QTL到基因
• 6 QTL定位在水稻育种中的应用
• 第四节 本研究的目的和意义
• 第二章 水稻叶片叶绿素和过氧化氢含量的 QTL检测及上位性分析
• 1 材料和方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第三章 水稻剑叶全氮含量及其变化的遗传分析
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第四章 全文讨论和结论
• 1 叶片全氮含量QTL
• 2 叶绿素含量QTL
• 3 叶绿素a/b比值 QTL
• 4 与光合作用相关的其它生理性状 QTL
• 5 水稻光合相关性状 QTL定位研究展望
• 6 全文结论
• 致谢
• 博士在读期间发表（投稿）的相关论文