杂交稻千粒重和不育系异交相关性状的QTL定位

发布时间：2017-02-12 22:35

  本文关键词：杂交稻千粒重和不育系异交相关性状的QTL定位，由笔耕文化传播整理发布。

《中国农业科学院》 2015年

杂交稻千粒重和不育系异交相关性状的QTL定位

郭梁  

【摘要】：粒重是水稻产量的关键决定因子之一,而异交率、柱头外露率和穗包颈率是决定杂交水稻制种产量的重要性状。本研究包括两方面的工作,其一是应用由杂交稻汕优10号的保持系珍汕97和恢复系密阳46配组衍生的群体,应用传统的连锁定位方法,分解控制千粒重的数量性状座位(QTL),其二是应用217份细胞质雄性不育(CMS)类型的水稻不育系,应用全基因组关联分析(GWAS)研究异交率及其相关性状。主要结果如下所述。在连锁定位研究中,配置了以珍汕97B为轮回亲本、密阳46为供体亲本的BC2回交组合,从BC2F2群体筛选出1个在第1染色体长臂RM11448-RM11974区间杂合的单株,自交后筛选出杂合区间相互交叠的3个BC2F3单株,再自交获得BC2F5、BC2F6和BC2F7群体各3套,进行千粒重QTL的定位。经分析,在目标区间分解出2个互斥连锁的千粒重QTL。q TGW1.1位于简单重复序列(SSR)标记RM11437和RM11615之间的区域内,其加性效应较小,增效等位基因来自保持系珍汕97B,呈正向部分显性;q TGW1.2位于SSR标记RM11615和RM11800之间的区域内,其加性效应较大,增效等位基因来自恢复系密阳46,亦呈正向部分显性。当这2个QTL同时分离时,其加性效应相互部分抵消,净增效作用来自密阳46;同时,同向显性效应叠加,检测到的显性效应超过加性效应,呈正向超显性。这些结果表明,互斥连锁的显性QTL是水稻杂种优势的一个重要遗传基础。在全基因组关联分析中,所应用的水稻材料为217对CMS保持系和不育系,其中,前者为基因型检测材料和授粉亲本,后者为性状考察材料。基于43,394个单核苷酸多态性(SNP)标记,217份CMS不育系中有59和57份分别归入2个亚群;其余101份归入混合群,占总材料数近50%,表明2个亚群之间存在广泛的基因交流。结果还表明,连锁不平衡(LD)衰减距离变异较大,各染色体平均距离变幅为975–2,690 kb。针对结实率、穗包颈率、总柱头外露率、单边柱头外露率和双边柱头外露率这5个性状,在控制群体结构和亲缘关系的基础上进行关联分析,共检测到154个显著关联位点(P0.001)。这些位点位于27个QTL区间,其中,10个控制结实率,11个控制柱头外露率,6个控制穗包颈率。在第4、8和10染色体上控制结实率的6个QTL与控制柱头外露率或/和穗包颈率的QTL紧密连锁,且结实率的提高与柱头外露率的提高、穗包颈率的降低相伴随,这些QTL簇可在改良杂交稻亲本的异交特性中加以利用。本研究结果表明,基于GWAS的QTL定位可以完善和补充对水稻数量性状遗传控制的认识。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S511
【目录】：

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