大粒水稻品种粒型主效QTLs遗传效应分析及其定位

论文摘要

水稻的产量是以水稻为主食的国家密切关注的重要问题。粒重作为重要的农艺性状之一,是构成水稻产量的三要素之一,包括粒长、粒宽、长宽比和粒厚在内的粒型的综合指标,都与粒重有着密切的相关。本研究的主要目的是寻找与大粒稻的粒长,粒宽,粒重,长宽比等农艺性状相关的主效QTLs并进行遗传效应分析及其定位。本实验主要研究结果如下：1.以大粒稻品种为母本,华航一号（小粒稻）为父本进行杂交,获得F1代单株。F1代单株的粒长、粒宽、粒重、长宽比等农艺性状均表现为介于父本与母本之间。F1代单株自交获得F2分离群体,对其进行观察和统计分析,结果表明：F2分离群体中出现粒型性状的分离,既有父本性状,也有母本性状,更多的是中间性状,大致呈现正态分布。2.在水稻12条染色体上的,每隔一段相同的距离平均选取了SSR引物一共136对,对亲本和F1进行多态性分析,获得具有多态性的标记有60对,其多态性频率为44.4%。为了节约QTL定位的时间和缩短筛选标记的范围,本实验采用了分离群体分组分析法（Bulked Segregation Analysis,BSA）对群体进行分组,利用Mapmaker3.0/MapDraw软件画图分析,初步将粒长的QTLs定位在水稻第2号染色体SSR标记Rm7562与Rm12468之间,以及水稻第5号染色体SSR标记Rm3695与Rm18646之间。粒宽的QTLs定位在水稻第1号染色体SSR标记Rm6167与Rm1287之间,以及水稻第2号染色体SSR标记Rm5512与Rm7355之间。3.在福建省海南南繁育种基地构建了F2：3加系群体（320个株系）,总共2988株单株。用于对F2群体中筛选得到的SSR标记进行验证,将粒长的QTLs定位在水稻第2号染色体SSR标记Rm7562与Rm12468之间,与标记的遗传距离分别为15.0cM和13.2cM,以及水稻第5号染色体SSR标记Rm3695与Rm3575之间,与标记的遗传距离分别为7.1cM和8.5cM;粒宽的QTLs定位在水稻第1号染色体SSR标记Rm10451与Rm6138之间,与标记的遗传距离分别为4.1cM和5.2cM。4.用软件QTL IciMapping V3.2分析与粒长,粒宽相关的QTL位点。对F2：3群体检测的结果用软件QTL IciMapping V3.2分析QTLs位点,发现对于粒长性状,在2号染色体上有两个QTL位点,贡献率分别为26.02%和36.25%；在5号染色体上没有发现相应的QTL位点。对于粒宽性状,在1号染色体上,LOD的峰较多,且距离较近,但是每个峰的LOD值均没有超过2.5。没有明显的QTL位点,但是考虑到多个微效基因的同时作用的现象以及加性效应等,该位置的基因对粒宽的影响还有待于进一步的验证。5.开发了新的SSR标记及插入缺失InDel标记用于进一步缩短遗传距离。对于2号染色体上相关的粒长性状,合成介于SSR标记Rm7562与Rm12468之间的846对InDel分子标记用于进一步缩短遗传距离,找到有多态性的InDel分子标记一共8对。用InDel-6,InDel-95及InDel-297进行群体验证,将遗传距离缩短为4.9cM。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 水稻粒型的研究进展
• 1.1.1 粒长
• 1.1.2 粒宽
• 1.1.3 粒重
• 1.2 DNA分子标记的类别
• 1.2.1 RFLP
• 1.2.2 RAPD
• 1.2.3 SSR（Simple Sequence Repeats,简单重复序列）
• 1.2.4 InDel标记（Insertion deletion length polymorphism）
• 1.2.5 AFLP（Amplified Fragment Length Polymorphism）
• 1.2.6 SNP （Single Nucleotide Polymorphism）
• 1.3 QTL定位研究基础
• 1.3.1 作图群体
• 1.3.2 QTL定位策略
• 1.3.3 QTL定位方法
• 1.4 水稻粒型性状的QTL定位进展
• 1.5 水稻粒型与外观品质的相关性
• 1.6 本项目研究的目的和意义
• 第二章 大粒稻粒型的相关主效QTLs的遗传学分析和初步定位
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 供试品种及定位群体
• 2.2.2 主要化学药品
• 2.2.3 主要仪器设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 遗传分析和定位群体的构建
• 2.3.2 水稻谷粒粒型考察
• 2.3.3 水稻叶片基因组DNA的提取
• 2.3.4 极大粒基因池和极小粒基因池的构建
• 2.3.5 SSR分子标记的查找
• 2.3.6 SSR多态性分析
• 2.3.7 BSA法定位基因
• 2.3.8 作图软件与考种仪器的应用
• 2.4 结果与分析
• 1粒型相关性状的观察结果'>2.4.1 亲本品种和F₁粒型相关性状的观察结果
• 2.4.2 亲本SSR标记多态性筛选
• 2分离群体的考种分析'>2.4.3 F₂分离群体的考种分析
• 2群体的SSR筛选'>2.4.4 极端基因池与F₂群体的SSR筛选
• 2：3群体的考种分析'>2.4.5 F_2：3群体的考种分析
• 2.4.6 用软件QTL IciMapping V3.2分析QTL位点
• 2.4.7 InDel分子标记的分析
• 2.5 讨论
• 附录1 实验过程中相关溶液及试剂的配制
• 附录2 CTAB提取基因组DNA的步骤
• 附录3 电泳检测PCR扩增产物
• 参考文献
• 致谢