水稻几个重要农艺性状QTL的完备区间作图

水稻几个重要农艺性状QTL的完备区间作图

论文摘要

复合区间作图法(CIM)已被广泛应用于QTL分析,但CIM存在的一些不足使QTL的效应可能会被所在区间之外的标记所吸收,其对背景标记的选择也影响着定位的准确性,进行上位性分析时还需要求助MIM模型。因此Wang提出了完备区间作图(ICIM),简化了CIM中控制背景遗传变异的过程,提高了对QTL的检测功效。运用AB-QTL分析法,建立以粳稻R0380为供体亲本,以籼稻RP2334为轮回亲本的高代回交自交系(BIL),分别构建基于BIL群体和源自相同双亲的重组自交系(RIL)的分子标记遗传连锁图谱,利用完备区间作图法(ICIM)对水稻的株高、有效分蘖数、粒厚、粒宽、粒长和长宽比相关QTL进行定位,并与复合区间作图法(CIM)进行结果比较。基于RIL群体的连锁图谱,通过ICIM共检测到6个性状的35个QTL,利用CIM共检测到25个QTL,其中有21个QTL为两者共同检测到(总共39个QTL)。ICIM在粒厚和粒长QTL上有更高的检出率,在粒宽QTL上与CIM相同,在株高和有效分蘖数QTL上与CIM相近。通过比较分析,ICIM具有更高的QTL检测效率和灵敏度,但也需要警惕假阳性的出现,同时被ICIM和CIM共定位到的QTL具有较高的可信度。基于BIL群体自身的连锁图谱,通过ICIM检测到上述39个QTL中的32个位点。虽然BIL群体自身的连锁图谱全长远远小于RIL群体的连锁图谱,但是基于两个图谱的定位结果基本相同。通过ICIM作图法,在BIL群体中检测到4个控制低氧萌发力的加性QTL和2对上位性位点,加性效应和上位性效应均是其遗传基础的重要组成部分,5号染色体跟4和10号染色体上QTL的互作效应共解释了50.73%的表型变异。通过对256份水稻核心种质进行低氧萌发力的评估,发现粳稻和籼稻的低氧萌发力均存在广泛变异,粳稻不同品种之间的低氧萌发力差异可能更加广泛。筛选出具有强耐缺氧萌发力的品种肥东塘稻,用来与IR26构建染色体片段置换系,为进一步研究低氧萌发力和选育优秀直播稻奠定基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1. 分子标记的发展
  • 1.1 早期的分子标记
  • 1.2 基于已知序列的分子标记
  • 1.3 分子标记的新时代——SNP
  • 2. 定位群体的发展
  • 3. 作图方法的发展
  • 4. 基因芯片和高通量测序时代下的QTL研究
  • 4.1 eQTL
  • 4.2 全基因组关联分析(GWAS)
  • 5. 水稻QTL克隆的进展
  • 6. 水稻耐淹性的研究进展
  • 6.1 成苗耐淹性
  • 6.2 萌发耐淹性
  • 第二章 水稻重要农艺性状的QTL定位和遗传分析
  • 1. 材料和方法
  • 1.1 供试材料
  • 1.2 基因型分析
  • 1.2.1 分子标记的选取
  • 1.2.2 水稻基因组DNA的提取
  • 1.2.3 PCR反应
  • 1.2.4 电泳检测
  • 1.3 导入系的鉴定
  • 1.4 遗传图谱构建
  • 1.5 性状考察
  • 1.5.1 田间性状考察
  • 1.5.2 粒形的考察
  • 1.5.3 低氧萌发力的鉴定
  • 1.6 核心种质低氧萌发力的评估
  • 1.7 QTL定位分析
  • 2. 结果
  • 2.1 群体分析和图谱构建
  • 2.1.1 亲本和群体的性状表现
  • 2.1.2 遗传图谱的构建
  • 2.1.3 BIL群体的鉴定和CSSL群体的构建
  • 2.2 水稻株高、有效分蘖数和粒形相关QTL的定位和分析
  • 2.2.1 株高QTL的定位
  • 2.2.2 有效分蘖数QTL的定位
  • 2.2.3 粒厚QTL的定位
  • 2.2.4 粒宽QTL的定位
  • 2.2.5 粒长QTL的定位
  • 2.2.6 种子长宽比QTL的定位
  • 2.3 水稻种子低氧萌发力的遗传分析
  • 2.3.1 低氧萌发力QTL分析
  • 2.3.2 核心种质的低氧萌发力评估
  • 3. 讨论
  • 3.1 株高和有效分蘖数的QTL分析
  • 3.2 粒形的QTL分析
  • 3.3 CIM和CIM的比较
  • 3.4 种子低氧萌发力的遗传基础
  • 3.5 品种间低氧萌发力的评估
  • 参考文献
  • 在校期间发表或待发表论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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