基于染色体置换系的普通野生稻（O.rufipogon Griff.）耐盐性QTL定位

发布时间：2020-05-24 23:28

【摘要】：普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)是栽培稻改良的一级资源库,发掘其在驯化过程中丢失的优异等位基因,将为水稻育种提供重要的基因资源。本研究对普通野生稻和栽培稻(93-11)构建的染色体片段置换系(CSSL)进行耐盐鉴定,利用重测序与分子标记检测进行关联分析,定位耐盐QTL,发掘新的耐盐种质资源。获得以下结果:1.染色体置换系和分子标记筛选:通过对214个野生稻CSSL进行简化基因组测序获得13022个SNP位点,评估CSSL间的差异程度(IBS)。根据CSSL与亲本93-11(0.8IBS1)和各CSSL之间(IBS1)的差异度,筛选出200个具有大小适中置换片段的CSSL,用于后续研究。同时,根据野生稻和栽培稻之间丰富的遗传变异,筛选出2880个覆盖所有染色体且随机分布的遗传标记,包括2722个SNP、98个SSR和60个InDel,将其用于CSSL的QTL定位。2.芽期耐盐鉴定及QTL定位:使用1.3%NaCl溶液对200个CSSL进行芽期盐胁迫处理,与对照相比CSSL群体发芽率降低了25.77%-100%。通过2880个分子标记的连锁分析共定位到4个与芽期耐盐相关的QTL位点,分别位于4、7、11号染色体,贡献率为4.59%-12.45%。其中,CSSL72在盐处理下其发芽率高达74.23%,包含3个芽期耐盐QTL(qGR7.1、qGR11.1、qGR11.2)。3.苗期耐盐鉴定及QTL定位:使用0.7%NaCl溶液对CSSL群体进行苗期盐胁迫处理,结合苗期耐盐评价指标,共定位到18个QTL,包括7个苗期存活天数相关QTL,5个苗期存活率相关QTL,4个地下部干重相关QTL以及3个苗期耐盐等级相关QTL。其中苗期存活率相关QTL qSSR5.1、苗期耐盐等级相关QTL qSSG5.1均被定位于S5_27886769,该位点对苗期存活率、苗期耐盐等级均具有增效作用,贡献率分别为6.36%、8.13%。在此QTL候选基因内OsDi19-1与非生物胁迫相关。经序列比对发现,OsDi19-1启动子区域在两亲本间存在较大差异,且植物受到盐胁迫时该基因表达量上升。CSSL23、CSSL153在盐处理下其苗期存活率仍能保持在80%以上,存活天数显著高于其他株系。结合耐盐生理数据发现CSSL23、CSSL153通过减少K~+流失,增加体内POD、SOD两种过氧化物酶含量,以提高苗期耐盐性。4.全生育期耐盐鉴定及QTL定位:在山东东营盐碱地中对CSSL群体进行全生育期耐盐性检测,根据CSSL群体存活率,定位到5个与全生育期存活率相关位点,分别是qWSR1.1、qWSR2.1、qWSR5.1、qWSR7.1和qWSR10.1。本研究通过对200个染色体置换系不同生育期的耐盐性鉴定,共发掘4个与芽期耐盐相关的QTL,18个与苗期耐盐性相关的QTL,以及5个与全生育期耐盐性相关的QTL,但不同时期耐盐性QTL位点均不相同。同时,鉴定出水稻芽期耐盐的优异种质资源CSSL72、苗期耐盐的优异种质资源CSSL23、CSSL153,为水稻育种中耐盐性的改良提供了新的种质资源。
【图文】：

业科学院硕士学位论文 第三章 结果与分第三章 结果与分析 CSSL 基因型检测本实验室前期已构建了 214 个野生稻染色体置换系。在本研究中，对整套染色体置换系群传背景进行重新鉴定。通过对 192 个 SSR 标记和 75 个 InDel 标记的筛选，共有 98 个 S和 60 个 InDel 标记在该 CSSL 父母本间显示出良好多态性，且能够覆盖水稻全基因组（，随后利用这 158 个标记对 CSSL 进行了基因型的重新检测，SSR 遗传图谱覆盖全基因.95 cM，标记间平均间距 9.37 cM，，最大间距 68.80 cM，最小间距 0.01cM。同时，利用 Illumq2500 测序仪对该染色体置换系进行测序，测序深度 0.72×，为数据分析准确性，在每 10内随机选择一个 SNP 标记，获得 13022 个 SNP 标记。利用其计算 CSSL 间的 IBS（附图 1换系与亲本 93-11 的 0.8<IBS<1，各置换系间的 IBS<1 的条件下，共筛选得到 200 个置换后续研究（图 3.2、图 3.3）。同时，为保证 QTL 定位的准确度，从 13022 个 SNP 标记中筛基因频率大于 0.1 的标记，共获得 2722 个用于 QTL 定位。

CSSL基因型（SSR/InDel标记）
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511.9

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本文编号：2679166