基于SSSL的水稻耐冷QTL的定位和聚合效应

发布时间：2017-12-07 23:20

  本文关键词：基于SSSL的水稻耐冷QTL的定位和聚合效应

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【摘要】：水稻低温冷害是一种全球性的自然灾害,可发生在水稻的不同生长发育时期。虽然培育耐冷水稻品种被认为是减少水稻低温冷害最有效的方式。但是,由于水稻耐冷性的遗传基础非常复杂,以表型为基础的常规育种很难高效地改良水稻的耐冷性。只有深入剖析水稻耐冷性的遗传基础,并开展水稻分子育种,才有望高效准确地提高水稻耐冷性,实现水稻耐冷性育种的突破。为了培育出耐冷的水稻品系,本研究对以“华粳籼74”为遗传背景构建的单片段代换系库的亲本等品系进行了耐冷性评价,并选择由耐冷供体发展来的单片段代换系群体来定位耐冷QTL,在此基础上开展分子聚合育种来培育耐冷的优良水稻品系。主要结果如下:1.对多样性丰富的34份水稻品系进行了发芽期、芽期、苗期和抽穗开花期的耐冷性鉴定。粳稻“Katy”发芽期耐冷性强;粳稻“丽江新团黑谷”、“空育131”、“IR65598-112-2”和“IR66897B”芽期耐冷性强;粳稻“南洋占”、“丽江新团黑谷”和“空育131”苗期耐冷性强;粳稻“Kyeema”和籼稻“IR58025B”抽穗开花期耐冷性强。对4个时期耐冷性的相关分析显示,发芽期与芽期、苗期、抽穗开花期的耐冷性均没有显著相关;芽期跟苗期的耐冷性呈极显著正相关;芽期和穗期的耐冷性以及苗期和穗期的耐冷性都没有显著相关。2.对来源于耐冷供体的30份SSSL进行了5次独立的芽期耐冷QTL的鉴定实验,共检测到15个芽期耐冷QTL,这些耐冷QTL分布在第1、第2、第3、第5、第6、第9、第10和第12等8条染色体上;对这些耐冷QTL的多次检测结果进行整体t测验,有5个耐冷QTL有稳定的效应,分别是qCtp-1、qCtp-3、qCtp-5-3、qCtp-6-1、qCtp-10,有4个QTL表现为增效,其中加性效应值最高的是qCtp-6-1,为17.98%。3.对来源于耐冷供体的28份SSSL在苗期以冷害指数和存活率为指标分别进行了5次独立的耐冷QTL的鉴定。在苗期以冷害指数为指标,共检测到6个苗期耐冷QTL,这些耐冷QTL分布在第4、第6和第12等3条染色体上,对这些耐冷QTL的多次耐冷检测结果进行整体t测验,有3个耐冷QTL有稳定的效应,分别是qCtd-4-2、qCtd-6-2、qCtd-12,都表现为增效。其中加性效应值最高的是qCtd-6-2,为1.13;在苗期以存活率为指标,共检测到9个苗期耐冷QTL,这些耐冷QTL分布在第3、第4、第5、第6、第9和第12等6条染色体上,对这些耐冷QTL的多次耐冷检测结果进行整体t测验,有3个耐冷QTL有显著的效应,分别是qCts-3、qCts-6-1、qCts-12,都表现为增效。其中加性效应值最高的是qCts-3,为13.00%。4.对来源于耐冷供体的21份SSSL进行了3次独立的抽穗开花期耐冷QTL的鉴定实验,共检测到8个抽穗开花期耐冷QTL,这些耐冷QTL分布在第1、第3、第6和第12等4条染色体上,对这些耐冷QTL的多次耐冷检测结果进行整体t测验,有3个耐冷QTL有稳定的效应,其中qCth-6-1表现为增效,而qCth-6-2、qCth-12的加性效应方向则相反。它们的加性效应绝对值都超过10.00%。进一步对位于第6染色体上的耐冷QTL qCth-6-1进行了精细定位,qCth-6-1被定位到第6染色体的45kb物理区间,其间有8个候选基因。5.用带有耐冷QTL的SSSL开展聚合育种,得到32份多耐冷QTL聚合系,这些聚合系的目标性状包括发芽期、芽期、苗期和抽穗开花期的耐冷性。通过对11份聚合系在芽期和苗期的耐冷表型鉴定显示,耐冷QTL qCtp-4/qCtp-6-1和qCtp-3/qCtp-6-1组合能显著提升芽期的耐冷性;qCts-6-1/qCts-12和qCts-3//qCts-6-1/qCts-12组合能显著提升苗期的耐冷性。本研究筛选出了不同生长发育时期耐冷的品系,并通过其构建的SSSL群体进行了芽期、苗期和抽穗开花期的耐冷QTL的定位,对一些效应稳定的耐冷QTL进行了聚合,获得了芽期和苗期耐冷性显著增强的品系。本研究不仅发现并证实了一些稳定表达的耐冷QTL,而且表明通过耐冷QTL的聚合可以培育不同生长发育时期都耐冷的水稻新品系。本研究定位的这些耐冷QTL丰富了水稻耐冷性的遗传基础,这些有显著耐冷效应、表达稳定的QTL可通过标记辅助选择导入到优良品系中,有望培育出耐冷性强的水稻新品种。
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511

【参考文献】

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本文编号：1264187