水稻耐冷性QTLs定位和耐冷性分子标记辅助选择育种的研究

论文摘要

水稻苗期低温冷害导致的烂种烂秧现象是我国水稻生产中重要的限制因素之一。本研究利用耐冷的籼稻资源743,与冷敏的广亲和材料Dular杂交得到的86个重组自交系（RIL）群体为材料,构建了一张包含90个微卫星标记的水稻分子连锁图谱。以低温下叶绿素含量,丙二醛含量和致死温度处理后的凋萎率为耐冷性指标,进行了苗期耐冷性数量性状位点（QTLs）的分析。以低温下叶绿素含量为指标,定位了分别位于染色体3,5,6（两个）和9上的五个QTLs;而在染色体2,3,9和12上分别检测到与低温下丙二醛含量有关的四个QTLs;用凋萎率定位的五个QTLs则分别位于染色体1（两个）,3,9和11上。这些QTLs控制的表型变异最小的仅为3.07%,最大的达17.15%。位于染色体9上的RM105～RM257和染色体3上的OSR16～RM7与低温下的叶绿素含量、丙二醛含量及植株凋萎率有关,是控制苗期耐冷性的主效QTLs。针对我国南方地区晚稻孕穗期耐冷性弱的特点,以孕穗期耐冷性极强的北海PL5为供体亲本,与综合农艺性状优良但孕穗期不耐冷的晚稻品种湘晚籼29号、湘晚籼31号及台中101号杂交,在F3代进行了CAPs标记辅助选择。从3个F3群体中,分别选出携带纯合耐冷基因的个体4株、2株和6株,作为改良晚籼稻孕穗期耐冷性的重要中间材料;同时建立了简便、快速、准确的CAPs标记分析配套方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 水稻耐冷性的研究
• 1.2.1 水稻冷害的类型
• 1.2.2 水稻冷害的生理机理
• 1.2.3 水稻耐冷性的鉴定评价方法
• 1.3 分子标记
• 1.3.1 RFLP标记技术
• 1.3.2 SSR标记技术
• 1.3.3 CAPs标记技术
• 1.3.4 SSR标记技术在水稻遗传改良中的应用
• 1.4 植物数量性状基因定位
• 1.4.1 遗传连锁图谱
• 1.4.2 作图方法
• 1.4.3 数量性状 QTL定位研究进展
• 1.5 水稻耐冷性的研究现状
• 1.5.1 水稻耐冷性的遗传机理
• 1.5.2 水稻耐冷性基因的定位进展
• 1.6 分子标记辅助选择
• 1.6.1 分子标记辅助选择的原理及方法
• 1.6.2 分子标记辅助选择育种技术的特点
• 1.6.3 分子标记辅助选择技术在水稻育种中的应用
• 1.7 研究的目的与意义
• 第二章 水稻苗期耐冷性 QTLs定位
• 2.1 材料、试剂与仪器
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 引物、工具酶及试剂
• 2.1.3 仪器与设备
• 2.1.4 缓冲液与试剂及配制
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 技术路线
• 2.2.2 苗期耐冷性表型分析
• 2.2.3 亲本及RIL群体的 SSR标记分析
• 2.2.4 RIL群体遗传连锁图谱的构建
• 2.2.5 苗期耐冷性的QTLs定位
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 苗期耐冷性的表型变异
• 2.3.2 与苗期耐冷性有关的生理性状的统计学分析
• 2.3.3 遗传连锁图谱的构建
• 2.3.4 苗期耐冷性 QTLs分析
• 2.4 小结
• 第三章 水稻孕穗期耐冷性分子标记辅助选择
• 3.1 材料、试剂与设备
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 引物、工具酶及试剂
• 3.1.3 仪器与设备
• 3.1.4 缓冲液与试剂及配制
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 技术路线
• 3.2.2 DNA简易提取
• 3.2.3 CAPs分析
• 3.2.4 CAPs标记筛选
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 特异性扩增结果
• 3.3.2 亲本材料的CAPs标记多态性比较
• 3群体的CAPs标记辅助选择'>3.3.3 F₃群体的CAPs标记辅助选择
• 3.4 小结
• 第四章 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 苗期耐冷性表型的遗传分析
• 4.1.2 苗期耐冷性基因的分子标记定位
• 4.1.3 CAPs标记辅助选择的效果
• 4.1.4 CAPs标记的分析配套方法
• 4.2 结论
• 4.2.1 苗期耐冷性 QTLs分析
• 4.2.2 CAPs标记辅助选择
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的专业论文