水稻直立穗性状的遗传及分子标记定位研究

论文摘要

直立穗型粳稻品种比弯曲穗型品种的产量水平要高。因而近二十年来，许多水稻育种家通过不同的途径选育了一批直立穗型高产水稻品种。目前南至浙江，北到吉林，都有直立穗型品种分布，该类品种的栽培面积约占40％以上。并且这一类品种的发展势头十分迅猛，品种数量和栽培面积都在进一步扩大。显然，直立穗型品种已成为高产品种的一个十分重要的类型，在我国水稻生产上已经占有非常重要的地位。我国对直立穗型水稻的研究起步最早，研究成果也最为突出，但是绝大多数的研究还停留在简单的性状考察，相关性分析以及利用统计方法进行的推断上，并没有能够完全挖掘和利用直立穗性状的内在潜力。在分子生物学技术飞速发展的今天，利用分子标记技术对直立穗基因进行分子标记定位已经是必然的趋势，但是到目前为止，有关这方面的研究报道仅有一篇，因此非常有必要开展这方面的研究。这对加强直立穗型水稻育种研究，拓宽现有直立穗型品种遗传基础，具有重要意义。本研究中，利用由典型的直立穗品种武运粳8号和弯曲穗品种农垦57配置的加倍单倍体群体，采用复合区间作图的方法对直立穗性状的QTLs进行检测。同时利用DH群体并结合69个包括直立穗，半直立和弯曲穗粳稻品种来分析直立穗的成穗机理。主要结果概括如下：1在DH群体中，穗弯曲度次数分布呈双峰分布，双峰分别位于直立穗和弯曲穗的株系的区域，表明穗弯曲度的遗传受主效基因的控制。对DH群体连续2年的穗弯曲度数据进行分析，穗弯曲度的遗传率为85.38％，表明穗弯曲度的遗传是比较稳定的，受环境因素影响较小。2对穗部的几个农艺性状回归分析表明，穗长、株高和一次枝梗籽粒数对穗弯曲度的贡献是显著的，其中穗长的贡献最大，其回归系数在DH群体中和69个品种中分别达到4.218和7.082。初步表明控制穗弯曲度的相关基因可能同时对株高和穗长有重要影响。3通过Mapmaker3.0软件构建了第9染色体连锁图谱，接着利用WinQTLcartographer 2.5软件检测到2个穗弯曲度的QTLs，可解释的表型变异分别为41.72％和25.97％。另外还检测到2个与株高有关的QTLs以及控制穗长的QTL。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一部分 文献综述
• 1 直立穗型水稻的优良特性
• 1.1 穗型对群体光环境的影响
• 2扩散'>1.2 穗型与群体温度、湿度和CO₂扩散
• 1.3 穗型与物质生产和产量
• 1.4 直立穗型与抗倒伏性关系
• 2 直立穗型水稻品种的历史与来源
• 3 水稻穗型遗传研究进展
• 第二部分 水稻直立穗性状的遗传及分子标记定位研究
• 1 材料和方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 田间种植
• 1.3 农艺性状的调查
• 1.4 DNA提取
• 1.5 SSR与STS标记检测
• 1.6 混合分离分析
• 1.7 连锁图谱的构建与QTL的检测
• 1.8 数据统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 DH群体穗弯曲度的表现
• 2.2 直立穗形成的机理分析
• 2.3 直立穗QTL的定位
• 2.3.1 连锁标记的筛选
• 2.3.2 连锁图谱的构建和QTL定位
• 2.3.3 qPE9-1在不同群体中的分布
• 2.4 直立穗突变体的表型与基因型分析
• 2.5 对H90扩增产物进行测序和比对的分析及基因预测结果
• 3 讨论
• 3.1 穗弯曲度与其它农艺性状的关系
• 3.2 与目前研究结果的比较
• 3.3 DH群体的应用
• 参考文献
• 附录
• 致谢