水稻千粒重QTL qTGW1.2a的解析与精细定位

发布时间：2020-10-26 02:44

　　 粒重和粒形是典型的数量性状,与水稻的产量和品质息息相关。数量性状一般由少量主效基因和大量微效基因共同控制,其中,主效基因具有效应大和遗传力高的特点,成为深入研究的首选。然而,主效基因数量有限,对于粒重和粒形遗传机理的阐明具有局限性;因此,对微效粒重和粒形QTL的研究意义重大。在前期研究中,本实验室应用珍汕97(ZS97)///ZS97//ZS97/密阳46(MY46)衍生的BC_2F_5、BC_2F_6和BC_2F_7群体,在水稻第1染色体长臂上分解出两个控制粒重且相互连锁的QTL,分别将其命名为qTGW1.1和qTGW1.2。随后,应用6套BC_2F_(10:11)近等基因系将qTGW1.2分解为qTGW1.2a、qTGW1.2b和qTGW1.2c。本研究针对效应最大、定位区间在RM11730-RM11762的qTGW1.2a,构建新群体,开展精细定位研究,结果如下:1 qTGW1.2a的验证和分解依据qTGW1.2a的定位结果,从ZS97~3/MY46后代群体中筛选出1株在Wn33011-Wn33304区间分离的BC_2F_(10)单株;种植该单株自交产生的BC_2F_(11)群体,经标记检测,获得2个在Wn33011-Wn33252区间杂合的单株和1个在Wn33252-Wn33304区间杂合的单株,自交获得BC_2F_(12)群体。对3个群体的分离区间进行标记检测,选择双亲纯合型单株,自交获得BC_2F_(12:13)近等基因系,命名为L1、L2和L3。QTL分析结果显示,L1和L2中两基因型间千粒重和粒宽差异明显,两个群体加性效应基本一致且增效等位基因均来源于MY46;在L3群体中,只有粒宽在两基因型间差异显著,增效等位基因来源于ZS97,表明该群体两基因型间的粒宽差异由另一个QTL控制。将前者称为qTGW1.2a1、后者称为qTGW1.2a2,并根据3套近等基因系基因型组成的比较,将qTGW1.2a1界定在366.1 kb的Wn32886-Wn33252区间内,将qTGW1.2a2界定在471.0 kb的Wn33186-RM11762区间内。针对定位精度较高和加性效应较大的qTGW1.2a1所处区间,从BC_2F_(13)群体继续挑选材料,分别发展了2套BC_2F_(14:15)近等基因系和3套BC_2F_(16:17)近等基因系将qTGW1.2a1进一步界定在Wn33011和Wn33186之间175.1 kb的区间内。2 qTGW1.2a1的分解、精细定位和候选基因分析针对qTGW1.2a1所处区间,筛选了5个BC_2F_(16)单株,自交获得5个BC_2F_(17)群体;经杂合区间标记检测,获取双亲纯合型单株,自交产生5套近等基因系。比较5套近等基因系的基因型组成,将qTGW1.2a1分解为2个QTL,其中,qGL1-33.0位于60.9 kb的Wn33011-Wn33072区间内,主要控制粒长,还影响粒宽和长宽比,粒长和粒宽的反向作用使得两基因型间未检测到千粒重的显著差异;qTGW1-33.1位于35.6 kb的RM212-Wn33089区间内,主要控制千粒重,还影响粒长和粒宽。同时发现,这2个QTL对粒长作用方向相反,2个QTL的共同分离导致qTGW1.2a1对千粒重和粒长仅具较小效应,分解后效应变大。针对定位精度较高且加性效应较大的qTGW1-33.1进行分析,显示该区间存在5个开放阅读框,综合基因测序、转录组测序和生物信息学分析结果,推测ORF5可能是qTGW1-33.1的目标基因。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S511
【部分图文】：

44图 3.6 qTGW1-33.1 区间的 5 个预测基因在水稻各组织在田间生长不同时期的表达量Fig 3.6 Expression of 5 putative genes in qTGW1-33.1 region in rice various tissues throughout entire growth in the field
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本文编号：2856370