利用重组自交系群体对水稻主要性状的QTL分析

论文摘要

水稻的生育期、产量和粒型性状都是典型的数量性状,利用传统的育种方法对其进行改良,效率较低,而分子标记辅助选择（MAS）是一种较为有效的育种途径。要实现MAS在育种中的应用,首先就要获得主效QTL。目前的绝大部分研究只是在单一环境下针对少数几个性状进行相关QTL的检测,缺乏环境稳定性分析和对控制多种性状的重要染色体区间的检测,难以发掘出对环境钝感的QTL和重要染色体区间。本研究利用热研2号（粳稻）和密阳23（籼稻）为亲本构建的含111个株系的F6和F7重组自交系群体,在2005与2006年对生育期、株高和9个产量性状、2006年对精米的4个粒型性状进行了QTL定位及遗传参数分析。主要研究结论如下:1.对生育期、株高、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、单株穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、千粒重和单株产量等11个性状进行QTL分析的结果,共检测到分布于第1、第2、第3、第4、第6、第7、第8和第10条染色体上的38个QTL,其中2005年共检测到22个QTL,2006年共检测到27个QTL,两年共同检测到的QTL共有11个。它们分布于第1、第3、第4、第6、第8和第10条染色体上,分别是qHD8、qPH8、qPH10、qPL6a、qPBN8、qSBN4、qPNP1、qSP4、qSP8a、qFGP8和qGWP8b。其中,qHD8的平均LOD值为7.83,平均贡献率为24.2%;qPH8和qPH10的平均LOD值分别为5.84和3.18,平均贡献率分别为15.92%和12.94%;qPL6a的平均LOD值为3.44,平均贡献率为9.24%;qPBN8的平均LOD值为6.90,平均贡献率为20.83%;qSBN4的平均LOD值为4.79,平均贡献率为14.16%;qPNP1的平均LOD值为5.19,平均贡献率为17.27%;qSP4和qSP8a的平均LOD值分别为3.69和6.46,平均贡献率分别为13.76%和17.91%;qFGP8的平均LOD值为4.36,平均贡献率为13.28%;qGWP8b的平均LOD值为7.17,平均贡献率为22.86%。2.2006年对粒长、粒宽、粒厚、长宽比4个性状进行了QTL分析,共检测到分布于5条染色体上的12个QTL。其中第2染色体上控制粒宽的qGW2与控制千粒重的qTGW2位于同一区域,并与控制粒厚的qGT2位于相邻区域。这与相关性分析中粒重与粒宽的相关性最大（0.631）,与粒厚的相关性其次（0.487）的结果一致。综上所述,本研究共检测到15个控制株高、穗长、产量性状和粒型性状的50个QTL。其中在2年间能够稳定表达的QTL有11个,分别是qHD8、qPH8、qPH10、qPL6a、qPBN8、qSBN4、qPNP1、qSP4、qSP8a、qFGP8和qGWP8b。同时大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTL。如第2染色体存在一个既控制粒宽和千粒重又影响粒厚的QTL簇;第4染色体上RM303—RM280区域内检测到了同时控制二次枝梗数的qSBN4、控制每穗颖花数的qSP4、控制每穗实粒数的qFGP4和控制株高的qPH4;第8染色体上则存在一个与产量相关的QTL热点区域（RM5556—RM331）,同时存在6个控制两年产量相关性状qGWP8b、qHD8、qPH8、qPBN8、qSP8a和qFGP8)。这些研究结果为水稻的优质高产MAS育种奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 QTL定位的原理及方法
• 1.1 QTL的作图原理
• 1.2 分子标记的类型
• 1.3 定位群体
• 1.4 QTL定位方法
• 1.4.1 单标记分析法（The Singal Marker Mapping,SMM）
• 1.4.2 区间作图法（Interval Mapping,IM）
• 1.4.3 复合区间作图法（Composite Interval Mapping,CIM）
• 1.4.4 基于混合线性模型的复合区间作图法（mixed-model-based composite interva mapping,MCIM）
• 1.5 QTL定位软件以及阈值的确定
• 2 水稻QTL的研究现状
• 3 QTL定位研究在水稻上的利用
• 3.1 基于主效QTL的分子标记辅助选择育种（Molecular marker assisant selection,MAS）
• 3.2 聚合有利等位基因
• 3.3 QTL克隆
• 4.本研究的目的意义
• 第二章 控制水稻生育期、株高、产量和粒型相关性状的QTL定位
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 田间种植与性状考查
• 1.3 遗传连锁图谱构建以及标记偏分离情况
• 1.4 QTL分析
• 2 结果与分析
• 2.1 亲本与群体的性状表现
• 2.1.1 生育期、株高和产量相关性状的表现型值分布
• 2.1.2 粒型相关性状的表现型值分布
• 2.2 性状间的相关性分析
• 2.3 QTL分析
• 2.3.1 2005年生育期、株高和产量相关性状的QTL定位结果
• 2.3.2 2006年QTL定位结果
• 2.3.2.1 2006年RIL群体生育期、株高和产量相关性状的QTL定位
• 2.3.2.2 2006年RIL群体粒型相关性状QTL定位结果
• 2.3.3 生育期、株高和产量相关性状两年QTL定位结果的对比
• 3 小结与讨论
• 3.1 QTL年度间检测的稳定性
• 3.2 QTL的多效性
• 3.3 不同遗传背景下的鉴定结果比较
• 第三章 全文结论
• 1、主要结论
• 2、本研究的创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的科研论文