水稻RIL群体SSR标记遗传图谱构建和耐冷相关性状QTL的定位

论文摘要

水稻是我国最重要的粮食作物，培育高产、优质和多抗的水稻品种是育种家所期望的，也是我国水稻生产的实际需要。由于水稻产量、品质和抗逆性大多数是复杂的数量性状，挖掘重要农艺性状相关的优异基因资源，并通过分子水平的定位，可为基因克隆和利用分子标记辅助选择技术进行水稻育种提供重要的基础。本研究利用一个耐冷的粳稻品种大关稻与一个冷敏感的籼稻品种IR28，通过杂交和F2代单粒传法获得了295个重组自交家系群体（F6），随机选取227个家系（F7）进行分子标记连锁图谱的构建，并进一步对苗期耐冷性和低温发芽力两个性状进行QTL的定位。主要研究过程和结果描述如下：1、选择均匀覆盖水稻整个基因组的SSR引物1095对，筛选到在两亲本间呈多态性的引物269对，选带型清晰且在基因组中分布较均匀的标记构建了一个含167个SSR分子标记的连锁图谱。连锁群总长度为1837.2cM，标记间平均距离为11.0cM。群体标记均匀地分布在12条染色体上。根据对单标记位点分离的卡方检验结果，在构建的遗传图谱上发现有多个偏分离热点区域。利用一种新的基于多位点的统计方法对标记遗传图谱进行调整，根据调整的结果对偏分离座位（SDL）进行了定位，在12条染色体上发现有29个偏分离座位（SDL）。2、利用建立的分子标记遗传图谱对水稻苗期耐冷性和低温发芽力性状进行QTL定位。表型鉴定在人工气候箱中进行，对二叶一心期的幼苗（播种后13天）在9℃的低温下冷处理5天，然后逐步恢复到25℃，5天后，根据死苗率进行耐冷分级，鉴定亲本和RIL群体的耐冷性。两亲本耐冷性差异显著(大关稻2级，IR28为9级)，RILs间呈连续变异。在第8、11染色体上共检测到3个苗期耐冷QTLs。位于11号染色体上的qSCT-11-1能解析23.0％的表型变异，是主效基因，位于标记RM26281和RM3701之间；在qSCT-11-1旁侧检测到另一个QTL—qSCT-11-2，能解析10.1％的表型变异，位于标记RM7248和RM5731之间，与qSCT-11-1紧密连锁；在第8染色体的标记RM22491和RM22694之间检测到的qSCT8能解析8.1％的表型变异。在三个苗期耐冷QTL位置，来自粳稻种质大关稻的等位基因都提高苗期耐冷性。3、利用建立的分子标记遗传图谱对水稻低温发芽性进行QTL定位，在14℃下鉴定亲本和RIL群体各家系在浸种后第8、10、12天的发芽率．在发芽的第8、10、12天，两亲本表现明显差异，RILs间呈连续变异。在第1、11染色体上共检测到2个低温发芽相关QTL。浸种后8天时检测到位于11号染色体上的qLTG-11能解析24.5％的表型变异。浸种后10天和12天时在第1染色体上都检测到一个以前未检测到的QTL，即qLTG-1；分别能解析18.4％和16.8％的表型变异。来自IR28的qLTG-1位置的等位基因和来自大关稻qLTG-11位置的等位基因均能提高低温发芽能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 文献综述
• 第一章 分子标记和遗传图谱的构建
• 1 分子标记及其应用
• 1.1 基于Southern杂交的标记
• 1.2 基于PCR的分子标记
• 1.3 新型分子标记
• 2. 分子标记的应用
• 2.1 遗传图谱的构建和基因的定位
• 2.2 分子标记辅助选择
• 2.3 种子纯度和真实性的的鉴定
• 3 基因定位和QTL分析
• 3.1 QTL定位的垂本原理
• 3.2 QTL检测的方法
• 3.3 分离体分组混合法
• 3.4 精细作图和近等基因系
• 4. 标记遗传连锁图谱的构建
• 4.1 标记连锁图构建的原理
• 4.2 作图群体
• 5 遗传作图中的标记偏分离和偏分离座位的定位
• 5.1 偏分离及其原因
• 5.2 偏分离与群体类型
• 5.3 偏分离与标记类型
• 5.4 偏分离座位的定位
• 5.5 水稻中的偏分离因子
• 5.6 偏分离与QTL定位
• 参考文献
• 第二章 水稻耐冷性状的遗传研究和QTL定位
• 1 水稻的冷害概况和分类
• 1.1 水稻的冷害概况
• 1.2 水稻冷害的分类
• 2 水稻冷害和耐冷的机制
• 2.1 膜的伤害
• 2.2 活性氧和自由基
• 2.3 水稻的冷适应
• 3 水稻耐冷性的鉴定
• 3.1 发芽期耐冷性的鉴定
• 3.2 芽期耐冷性鉴定
• 3.3 水稻苗期耐冷性的鉴定
• 4 耐冷性的遗传研究和QTL定位
• 4.1 耐低温发芽的遗传研究
• 4.2 芽期耐冷性的遗传研究
• 4.3 水稻苗期耐冷性的遗传研究
• 参考文献
• 第二部分 研究报告
• 第三章 水稻RIL群体SSR连锁图谱的构建及SDL（SEGREGATION DISTORTION LOCI）的定位
• 1 材料与方法
• 1.1 植物材料
• 1.2 DNA的提取
• 1.3 SSR标记检测
• 1.4 分子连锁图谱的构建
• 1.5 偏分离检测
• 1.6 遗传图谱的调整和SDL的定位
• 2 结果与分析
• 2.1 分子连锁图谱的构建
• 2.2 标记的偏分离
• 2.3 分子连锁图谱的调整
• 2.4 偏分离座位（SDL）的定位
• 3 讨论
• 3.1 SSR标记和遗传作图
• 3.2 群体的构建与遗传作图
• 3.3 偏分离及其原因
• 3.4 偏分离对作图的影响
• 参考文献
• 第四章 水稻苗期耐冷性QTL的定位分析
• 1 材料和方法
• 1.1 植物材料
• 1.2 苗期耐冷性鉴定
• 1.3 苗期耐冷性 QTL的分析
• 2 结果分析
• 2.1 亲本和家系的苗期耐冷性
• 2.2 苗期耐冷性的QTL分析
• 3 讨论
• 3.1 耐冷鉴定方法与QTL定位
• 3.2 耐冷性的遗传
• 3.3 耐冷性QTL的比较
• 参考文献
• 第五章 水稻低温发芽力的QTL定位分析
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 低温发芽的鉴定
• 1.3 QTL分析
• 2 结果分析
• 2.1 表型分析
• 2.2 低温发芽力QTL的检测
• 3 讨论
• 3.1 水稻低温发芽力的鉴定
• 3.2 水稻低温发芽力QTL的比较和分析
• 3.3 水稻低温发芽力QTL的时空表达
• 3.4 水稻低温发芽力QTL定位的意义
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢