水稻染色体片段代换系Z1347的鉴定及长粒性状QTL定位

发布时间：2020-11-14 19:44

　　 水稻是全球范围内最重要的粮食作物之一,世界上至少有一半人口以稻米为食。水稻大多数农艺性状是受多基因控制的数量性状,水稻分子设计育种的前提和基础是相关基因的鉴定和分离。每个染色体片段代换系只含有一个或少数几个来自供体亲本的片段,能够消除背景干扰,因此被认为是进行QTL(Quantitative Trait Locus)分析的理想材料。长粒染色体片段代换系Z1347是以粳稻日本晴为受体、西南大学水稻研究所自主选育的恢复系西恢18号为供体,通过高代回交和分子标记辅助选择培育而来的。本论文对Z1347进行分子鉴定、形态分析和重要农艺性状评价,并用受体日本晴为母本与长粒染色体片段代换系Z1347为父本构建的F_2分离群体,进行了粒长等重要农艺性状QTL定位。主要研究结果如下:1、Z1347代换片段的鉴定在前期研究的基础上,用Z1347代换片段上的90个SSR标记及代换片段外的42个SSR标记对10株Z1347进行进一步代换片段鉴定和遗传背景检测,发现10个单株的代换片段一致,其没有检测出背景片段,说明Z1347已纯合。Z1347共含有来自西恢18号的16个代换片段,位于水稻12条染色体。其中最短代换长度为0.95Mb,最长代换长度为9.1Mb。代换总长度合计52.3Mb,平均代换长度为4.36Mb。2、Z1347的农艺性状分析与受体日本晴相比,Z1347的粒长、长宽比、二次枝梗数、总粒数和千粒重显著增加;Z1347的株高、有效穗数、粒宽和结实率显著减少;Z1347的穗长、一次枝梗数、每穗实粒数和单株产量与日本晴相比无显著差异。暗示了Z1347中携带了来自西恢18号的多个差异性状的QTL。3、粒长及其它农艺性状在次级F_2群体的分布和遗传分析以受体日本晴为母本与长粒染色体片段代换系Z1347为父本杂交F_1籽粒呈长粒型,说明Z1347的长粒可能为显性遗传。但经渐近显著性(双侧)测验,这些性状均呈连续分布,粒长性状的近似P值为0.340、粒宽性状的近似P值为0.291、株高性状的渐近显著性(双侧)近似P值为0.696、穗长P值为0.068、一次枝梗数P值为0.153、每穗实粒数P值为0.445、千粒重P值为0.505均大于0.05,符合正态分布。有效穗数、二次枝梗数、长宽比、总粒数、单株产量的P值均小于0.05,不符合正态分布,表明这些性状仍受多基因控制,需要进一步分解。4、次级F_2群体性状的相关性分析大多数性状之间呈显著正相关性或负相关性,粒长与株高、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、长宽比、每穗实粒数、总粒数、千粒重和单株产量呈显著正相关性,与有效穗数、粒宽和结实率呈正相关性;粒宽与千粒重呈显著正相关性,与穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、长宽比和总粒数呈显著负相关性,与粒长和结实率呈正相关性,与有效穗数、株高、每穗实粒数和单株产量呈负相关性;长宽比与有效穗数、株高、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、粒长、每穗实粒数、总粒数、千粒重和单株产量呈显著正相关性,与粒宽呈显著负相关性,与结实率呈负相关性。其中相关系数最大是总粒数与二次枝梗数,相关系数为0.845,说明总粒数的多少取决于二次枝梗数的多少。5、Z1347粒长及其它农艺性状QTL定位选用代换片段中效果较好的SSR(Simple Sequence Repeats)标记对以受体日本晴为母本和长粒染色体片段代换系Z1347为父本杂交产生的次级F_2群体中的8个重要农艺性状进行QTL定位,共鉴定出17个QTL,分布在除第4、5、8、10、12外的其它染色体上。粒长QTL有2个,qGL3与第3染色体上的RM5626连锁,qGL7与第7染色体上的RM6063连锁;长宽比QTL有3个qRLW3与第3染色体上的RM5626连锁、qRLW7与第7染色体上的RM6063连锁,qRLW9与第9染色体上的RM5389连锁;株高QTL(qPH1和qPH3)、有效穗数QTL(qPN3)、二次枝梗数QTL(qNSB7)、穗长QTL(qPL1、qPL6、qPL7和qPL11)、总粒数QTL(qSPP1、qSPP2和qSPP7)、千粒重QTL(qGWT3)。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S511
【部分图文】：

表 4 代换片段统计表Table 4 Substitution fragment statistics table体some代换片段Substitution fragment代换片段长度Substitution fragmenRM7202-RM6696 6RM2483-RM5804 9.1RM5474-RM1284 和 RM5864-RM5813 3.4 和 4RM3474-RM3648 1.7RM305-RM26 3.2RM587-RM3370 和 RM6458-RM1031 2.2 和 1RM4098-RM3583 和 RM1364-RM2715 2.45 和 0RM1235-RM1376 和 RM6542-RM3555 0.95 和RM7390-RM6643 5.65 RM6179-RM5147 5.75 RM7303-SWU11-33 2.15 RM5609-RM519 1.75

图 3 日本晴和 Z1347 表型Fig.3 Phenotype of Nipponbare and Z1347与受体日本晴相比，Z1347 显著增加的性状有粒长、长宽比、二次枝梗数、总粒数和千粒重；Z1347 显著减少的性状有株高、有效穗数、粒宽和结实率；Z1347的穗长、一次枝梗数、每穗实粒数和单株产量与日本晴相比无显著差异。其中粒长增加 1.21mm，粒宽减少 0.27mm，长宽比增加 0.56，株高减少 10.77cm，有效穗数减少3.75个，穗长增加0.32cm，一次枝梗数增加0.71，二次枝梗数增加27.79，每穗实粒数减少3.4g，总粒数增加16.4g，结实率降低15.13%，千粒重增加4.51g，单株产量减少 1.57g。（表 5）暗示了 Z1347 中携带了来自西恢 18 号的多个差异性状的 QTL。Z1347 的粒长、长宽比及千粒重极显著增加，粒宽极显著减少，说明 Z1347的千粒重的增加是由粒长、长宽比和粒宽共同作用的结果。本论文选择的亲本日本晴与 Z1347 在农艺性状上有显著差异。而且 Z1347

图本晴与21347杂交的F:群体性状频数分布直方图
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本文编号：2883887