利用越光/南京11重组自交系群体定位水稻品质相关性状QTL

论文摘要

水稻作为我国及亚洲很多国家人民的主要粮食作物、其重要性不言而喻。随着经济的发展和人们生活水平的提高、人们对稻米品质也提出了更高的要求。品质改良已成为当今水稻研究的热点和难点、也成为水稻育种的主要目标之一。但因为稻米品质一般受多基因控制、易受环境因素的影响、因此采用传统的育种方法改良品质性状往往收效甚微。本研究利用越光/南京11重组自交系群体（Recombination inbred lines、RIL）、通过建立其分子标记遗传连锁图谱,进而定位控制稻米品质相关性状的QTL,最终为分子标记辅助选择改良稻米品质奠定基础。其主要结果如下：1.2009年和2010年在南京正季种植越光/南京11RIL群体140个株系及亲本,并考察了糙米的粒形（粒长、粒宽、粒厚和长宽比）、千粒重、垩白米率、脂肪含量、蛋白质含量以及直链淀粉含量等9项重要稻米品质性状。采用Windows QTL Cartographer V2.5统计软件进行复合区间作图分析,共检测到21个加性QTL,分别位于除第1、4、7和10染色体以外的8条染色体上。其中qGL-3、qGW-5、qGT-11、qPGWC-6、qTSV-5、qTSV-9、qRPC-8、qRFC-5、qAC-6在两年间能同时检测到,是稳定的QTL。结果表明糙米粒长、糙米粒宽、糙米粒厚、长宽比、垩白米率、千粒重、脂肪含量和蛋白质含量主要受加性QTL控制；直链淀粉含量主要受控于Wx主效基因、同时还受多个微效位点的修饰。这些优良稳定QTL可以通过分子标记辅助选择进行分离,然后通过杂交手段聚合到同一背景品种中,从而达到综合改良稻米品质的目的。2.利用越光/南京11的重组自交系群体对2009年南京和2010年南京的稻米淀粉粘滞性谱（RVA profile）各项参数进行QTL定位和分析。采用Windows QTL Cartographer V2.5统计软件进行复合区间作图分析,稻米淀粉粘滞性谱8项参数在RIL群体中均为连续变异,各参数表征的性状均存在一定数量的超亲类型,共检测到19个加性QTL,分别位于除第1、4、7、10和12染色体以外的7条染色体上。有11个QTL:qPKV-3、qHPV-6、qBDV-6a、qBDV-6b, qBDV-11、qCPV-6、qSBV-6.qPeT-5、qPeT-6、qPaT-11a、qCSV-6分别控制峰值粘度、热浆粘度、崩解值、冷胶粘度、消减值、峰值时间、糊化温度及回复值在两年能同时检测到,是稳定的QTL。两年的平均贡献率分别为10.70%、33.76%、17.45%、6.01%、10.37%、46.81%、56.32%、5.83%、26.35%、75.4%和47.81%大多数控制RVA谱性状均检测到Wχ主效基因效应。因此,认为稻米淀粉粘滞性谱主要受Wx基因控制。对峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度、峰值时间还分别检测到1个微效QTL qPKV-8、qHPV-3a、qHPV-3b、qCPV-2、qPeT-9.另外,在第11染色体标记RM167附近能检测到3个性状的QTL,即qPaT-11b、qHPV-11及qCPV-11,它们位于相同的位点。本研究检测到的稳定及共位点的QTL可以通过分子标记辅助选择进行分离,然后聚合到同一背景品种中。通过挖掘越光中的优良基因资源,从而达到综合改良稻米品质的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号缩略表
• 第一章 文献综述
• 1 稻米品质的评价指标
• 2 稻米品质性状的经典遗传研究进展
• 2.1 加工品质
• 2.2 外观品质
• 2.3 蒸煮食味品质
• 2.4 营养品质
• 3 稻米品质性状的相关关系
• 3.1 稻米的加工品质与食味品质的关系
• 3.2 稻米的外观品质与食味品质的关系
• 3.3 理化指标与食味品质的关系
• 3.4 营养与食味品质
• 4 稻米品质性状分子数量遗传研究进展
• 4.1 分子数量遗传研究的原理、方法与应用
• 4.2 稻米品质性状QTL研究进展
• 5 生态环境对稻米品质的影响
• 5.1 光照对稻米品质的影响
• 5.2 温度对稻米品质的影响
• 5.3 水分对稻米品质的影响
• 5.4 土壤对稻米品质的影响
• 5.5 通风透气对稻米品质的影响
• 5.6 田间生物对稻米品质的影响
• 5.7 栽培因素对稻米品质性状的影响
• 6 本研究的目的和意义
• 第二章 稻米品质性状相关QTL的分析
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 田间种植与样品制备
• 1.3 表型鉴定
• 1.4 统计分析
• 1.5 QTL分析
• 2 结果与分析
• 2.1 群体中性状的变异和性状间的相关关系
• 2.2 稻米粒形性状的QTL分析
• 2.3 稻米其它品质性状的QTL分析
• 3 讨论
• 3.1 QTL定位结果比较
• 3.2 QTL的多效性
• 第三章 稻米RVA谱特征值QTL分析
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 供试材料的田间种植及制备
• 1.3 表型鉴定
• 2 结果分析
• 2.1 亲本和群体的性状表现
• 2.2 RVA谱特征值与外观,理化品质相关关系
• 2.3 RVA谱特征值QTL定位结果分析
• 3 讨论
• 3.1 环境因素影响稻米RVA谱特征值相关QTL稳定性的机理
• 3.2 QTL定位结果比较
• 第四章 全文结论
• 参考文献
• 附录
• 1 脂肪含量的测量方法
• 1.1 测量前准备
• 1.2 脂肪的抽提
• 1.3 脂肪含量的计算方法
• 2 蛋白质含量测量方法
• 2.1 蛋白质测量的基本步骤
• 2.2 试剂的配制方法
• 2.3 蛋白质含量的计算
• 在读期间发表论文
• 已整理待发表的论文
• 致谢