水稻微效粒重粒形QTL定位及其中5个QTL的验证

发布时间：2020-06-08 10:42

【摘要】：水稻(Oryza sativa L.)粒重和粒形是影响水稻产量和品质的重要因素,由大量的数量性状座位(Quantitative trait locus,QTL)控制,其作用大小变异极大,但以往研究主要着眼于效应大的QTL。本研究旨在剔除主效QTL影响的基础上,开展微效粒重粒形QTL分析。在前期研究中,应用籼稻材料特青和IRBB品系配组构建的重组自交系群体,在第3染色体GS3区间和第5染色体qSW5/GW5/GSE5区间分别检测到呈主效作用的qGL3.2和qGW5。本研究应用4个分离群体开展水稻粒重粒形微效QTL的定位和验证工作。首先,应用2个剩余杂合体衍生群体,在排除主效QTL效应的基础上检测控制水稻粒重粒形微效QTL;然后,针对定位结果,进一步发展遗传背景更加同质的2个群体,验证其中5个区间的作用。主要结果如下:(1)从籼稻组合特青/IRBB52群体挑选出2个在GS3和qSW5/GW5/GSE5区间纯合的F_7剩余杂合体,自交衍生2个S_1群体,分别称为Ti52-2和Ti52-3。Ti52-2含251个单株,在13个区间分离,分离区间共覆盖约84.0 Mb;Ti52-3含250个单株,在17个区间分离,分离区间共覆盖约102.3 Mb。两个群体的S_(1:2)和S_(1:3)家系分别种植于浙江杭州和海南陵水,测定千粒重、粒长和粒宽。应用Windows QTL Cartographer 2.5进行QTL分析。在Ti52-2群体共检测到22个QTL,分布于10条染色体的12个区间,其中,10个区间在两地均呈显著作用,2个区间仅在杭州呈显著作用;在Ti52-3群体共检测到23个QTL,分布于12条染色体的14个区间,其中,8个区间在两地均呈显著作用,6个区间仅在杭州呈显著作用。(2)从Ti52-2群体筛选出1个单株,该单株在第6、8、10和12染色体的RM20731、RM22755-RM210、RM6100-RM7300和RM3246-RM511区间杂合,在其他区间纯合;这4个杂合区间均为Ti52-2群体中检测到QTL的区间。自交构建了1个含179个S_(1:2)家系的群体,称为ZC8,验证4个区间的效应。QTL分析结果显示,4个区间的效应均得到良好验证;与Ti52-2定位结果相比,性状和等位方向一致,对表型变异的贡献率普遍提高。(3)从Ti52-3群体筛选出1个仅在第9染色体RM107区间杂合的单株,自交构建新的S_1群体,经标记鉴定,从中筛选出35个特青纯合型和35个IRBB52纯合型单株,自交后获得1个近等基因系群体,验证RM107区间的效应。该近等基因系群体种植于杭州,测定千粒重、粒长、粒宽、长宽比和抽穗期。双因素方差分析结果表明,该群体存在粒宽、长宽比和抽穗期QTL的分离;IRBB52等位基因分别增加粒宽和抽穗期0.011 mm和0.29 d,降低长宽比0.009,贡献率依次为22.97%、5.86%和18.27%。本研究表明,排除主效QTL有利于提高微效粒重粒形QTL的检测功效;虽然微效QTL可能易受环境和遗传背景影响,但仍可具有稳定表现。这些结果为进一步开展粒重粒形QTL的精细定位、克隆和分子标记辅助选择提供了基础。
【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

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本文编号：2702964