水稻深根比数量性状位点qRDR-7精细定位

发布时间：2020-07-23 10:49

【摘要】：随着全球变暖已对生态环境和降水分布等造成严重影响,干旱危害加剧。干旱已成为全球粮食安全的重要威胁。水稻(Oryza sativa L.)是全球半数以上人口的主食。培育节水抗旱稻是解决严峻的生产环境与日益增长的水稻产量需求之间矛盾的重要途径之一。根系是水稻最重要的器官之一,直接影响水稻的许多地上性状和抗逆性,根系研究是水稻抗旱性研究的重要方向。在水稻根系分布中,深根越多其避旱性越强,定位克隆控制水稻深根比的基因,有助于研究抗旱机制,丰富抗旱相关基因信息。本实验室利用重组自交系群体(来源于组合:珍汕97/IRAT109)定位到了6个控制水稻深根比的主效QTLs,并对位于第7号染色体上的qRDR-7进行了初步精细定位,发现该QTL并未定位在初定位的RM478-RM134区间内,而是位于RM478的另一侧。在此基础上,本课题对qRDR-7做了进一步的精细定位研究。结果如下。1.qRDR-7定位区间内多态性分子标记筛选:根据qRDR-7定位于RM478(25.9Mb)一侧的实验结果和亲本的基因组重测序信息,在25Mb-26Mb区间内预测了217个InDel标记,对其中间隔均匀的60个进行多态性验证,从中挑选了12对多态性标记用于精细定位。2.重组交换单株筛选及重要交换位置确定:将qRDR-7为杂合的近等基因系BC_4F_3发展成一个7000株的群体。用筛选出来的多态性标记检测随机小群体重组交换的发生位点,发现重组交换位点全部位于R7Q89-RM478,认为qRDR-7位于R7Q89-RM478区间内,用R7Q89和RM478标记共筛选得到74株重组交换单株。利用qRDR-7定位区间内的12个多态性标记检测到10个交换位置,覆盖了整个目标区间。3.qRDR-7精细定位:从74个重组单株中选取11个具有不同重组交换位置的重组交换单株的F_4家系,每个家系选取60株健壮幼苗采用“篮子法”进行深根比表型检测,结合每个单株的深根比及其qRDR-7基因型,推测,qRDR-7位于R7Q89-R7Q106区间或R7Q106-R7Q146区间。为了进一步确定QTL区间,选取5个家系使用篮子水培法对上述两个区段进行了确认。在幼苗期首先用发生交换位置两侧的标记检测其基因型,在每个家系中挑选2种亲本基因型的幼苗各6株进行深根比测定。结果表明,qRDR-7定位于R7Q133-R7Q146区间,大小为58kb。4.基于表达量的候选基因筛选:在R7Q133-R7Q146区间有7个编码基因:LOC_Os07g42600,LOC_Os07g42610,LOC_Os07g42620,LOC_Os07g42626,LOC_Os07g42632,LOC_Os07g42640,LOC_Os07g42650。用珍汕97和IRAT109两亲本的根尖提取出RNA,进行荧光定量分析,检测基因在不同亲本根尖组织的表达量差异。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511
【图文】：

深根,轮回亲本

2 材料与方法2.1 供试材料本课题要实现 qRDR-7 位点的精细定位，需要构建进行初定位的初级群体及精细定位的高级群体，所用轮回亲本材料珍汕 97，由温州市农业科学研究所选育，是我国首批野败型优良籼型不育系珍汕 97A 的保持系，是由珍珠矮 11 和汕矮选 4 号选育而来，根系浅(RDR 约 20%），另外还具有抗性强、适应性广、杂交优势强等特点，但是其抗旱性弱；IRAT109 是来自非洲的粳稻品种，根系深(RDR 约 50%），抗旱性较强。亲本之间相对性状差异较大，如图 1。本实验室前期利用珍汕 97/IRAT109构建重组自交系(RIL），对水稻深根比进行了 QTL 初定位（Lou et al 2015），以低深根比亲本珍汕 97 为轮回亲本，回交 3-4 代，遗传背景恢复纯度>90%，完成了 QTL近等基因系的构建，可用于 QTL 的精细定位克隆。

遗传连锁图谱,染色体,目标,位置

通过利用珍汕 97/IRAT109 重组3 个 SSR 标记组成的遗传连锁图谱，并定位了4，7 号染色体的四个 QTL 位点都能在 RIL 群体比表型变异的 12.37%，19.07%，12.20%，5.44%比的主效 QTL。本实验针对 7 号染色体主效有 qRDR-7 且遗传背景超过 50%与珍汕 97 一再以珍汕 97 为轮回亲本，连续回交 4 代，在78 和 RM134 对目标 QTL 进行前景选择，即基因型的单株，同时，利用初定位覆盖全基因高的单株，用于下一轮的回交，回交 4 代后选标区段为珍汕 97/IRAT109 杂合基因型的单株于该 QTL 的精细定位克隆。

亲本,多态性,引物,定位区间

水稻深根比数量性状位点 qRDR-7 精细定位3 结果与分析3.1 qRDR-7 定位区间的多态性分子标记筛选结果本实验室在前期的研究中，将 qRDR-7 定位在 RM478（25.9Mb）左侧（宋从志2016），根据亲本重测序的结果，利用亲本重测序数据在 25Mb-26Mb 区间内设计位点特异性引物，共设计得到 217 对引物，标记覆盖了含有目的片段在内的 1Mb。然后，用亲本 DNA 对其中的 60 对引物进行多态性筛选（图 3）。从具有多态性的标记中选出 12 对作为加密标记用于对重组单株的重组交换位置的精确界定，标记的分布密度约为 70kb。加密标记信息如表 1。

【参考文献】