论文题目: 水稻籼、粳亚种间杂种不育机理的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物化学与分子生物学
作者: 宋翔
导师: 张启发
关键词: 水稻,亚种间杂种,广亲和,胚囊育性,花粉育性,小穗育性
文献来源: 华中农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 籼、粳亚种间杂种不育是利用亚种间巨大杂种优势的主要障碍。而造成亚种间杂种不育的可能原因有三个:胚囊(雌配子)不育、花粉(雄配子)不育或花粉与柱头不亲和。从细胞学和遗传学水平上研究杂种不育的原因,了解胚囊育性、花粉育性与结实率的关系,并定位各性状的QTLs,对阐明亚种间杂种不育的机制具有重要意义。 本研究中我们利用一些典型的籼稻、粳稻和广亲和品种以及它们的杂种后代对雌、雄配子的发育过程,败育时期进行了考察。同时利用广亲和品种02428、籼稻品种南京11和粳稻品种巴利拉构建了一个三交群体,考察了胚囊育性、花粉育性和小穗育性共3个性状的表型值,结合构建的分子标记遗传连锁图,对各性状进行了QTL定位分析,并对其中个别位点进一步分析,同时启动了各育性位点的近等基因系的构建工作。本研究主要结果如下: 1.亚种间杂种的花粉育性和胚囊育性均有明显的下降,亚种间杂种的胚囊发育在大孢子发生阶段有大量的败育现象被观察到,其中频率最高的时期为功能大孢子时期。 2.对202株三交群体的单株用整体染色透明法和I-KI染色法调查各单株胚囊育性和花粉育性。有92株的胚囊育性大于80%,91株小于70%,而处于70%-80%之间的仅有19株。整个胚囊育性的分布为双峰分布,表明其应为单基因控制。花粉育性与结实率的分布呈连续型分布,不能提供有关遗传基础的详细信息。 3.三个性状间的相关分析和多元回归分析显示胚囊育性、花粉育性与结实率都有极显著的关系,从性状间关系的角度证明雄性败育和雌性败育对亚种间杂种败育起着几乎同等重要的作用。 4.191个标记构建的分子标记连锁图较好地覆盖了整个水稻基因组的12条染色体,图谱总长约为1761.4cM,标记间的平均距离约为9.2cM。所有的标记和已发表的图谱(Temnykh et al.,2000;2001)中的相同标记有着基本一致的顺序。 5.用复合区间作图法对三个性状进行了QTL定位,共定位了6个QTL,胚囊育性有1个QTL,位于第6染色体;花粉育性有2个QTLs,分别位于第5、12染色体;小穗育性有3个QTLs,位于第5、6、8染色体。小穗育性的两个效应较高
论文目录:
中文摘要
Abstract
1． 文献综述
1．1 水稻籼、粳杂种不育研究进展
1．1．1 早期研究和遗传模型的提出
1．1．2 籼粳亚种间杂种不育性的细胞学研究
1．1．3 水稻籼粳杂种不育的遗传学分析
1．1．3．1 水稻杂种不育与籼粳分化的关系
1．1．3．2 非等位基因互作与杂种不育的关系
1．1．3．3 杂种 F_2代中分子标记的偏分离现象与杂种不育的关系
1．1．4 杂种不育基因的定位
1．1．5 水稻广亲和性研究
1．1．6 环境因素对杂种育性和广亲和性的影响
1．2 植物雌配子体发育过程的研究
1．2．1 雌配子体的发育过程
1．2．2 雌配子体发育的分子生物学研究
1．3 植物雄配子体发育过程的研究
1．3．1 植物雄配子体发育过程
1．3．2 雄配子体发育的分子生物学研究
1．4 植物花粉与柱头相互作用的研究
1．5 遗传标记的发展和应用
1．5．1 遗传标记的种类
1．5．2 数量遗传学的发展
1．5．3 利用分子标记进行遗传作图和数量性状的定位
1．5．3．1 作图群体
1．5．3．2 遗传图谱的构建
1．5．3．3 利用分子标记进行数量性状位点(QTL)定位
2． 研究目的和意义
3． 材料与方法
3．1 材料
3．2 田间试验
3．3 石蜡切片和细胞学观察
3．4 性状考察
3．4．1 碘-碘化钾染色法鉴定花粉育性
3．4．2 爱氏苏木精整体染色-透明法观察胚囊育性
3．4．3 盐酸浸泡结合碘-碘化钾染色对受精率进行考察
3．5 三交群体单株基因型分析
3．5．1 DNA抽提
3．5．2 标记来源
3．5．3 SSR分析的操作
3．5．4 基因型记载
3．5．5 数据分析
4． 结果与分析
4．1 籼、粳交 F_1代胚囊发育的细胞学观察
4．2 群体组成及遗传连锁图的构建
4．2．1 群体基因型组成
4．2．2 三交群体性状考察结果
4．2．2．1 用整体染色透明法观察胚囊的育性
4．2．2．2 用碘-碘化钾染色法观察花粉的育性
4．2．2．3 小穗育性考察
4．2．2．4 性状的分布
4．2．2．5 性状间相互关系的分析
4．2．3 连锁图谱的构建
4．3 胚囊育性、花粉育性和小穗育性的 QTL分析
4．3．1 复合区间作图法检测到的QTL
4．3．2 胚囊育性、花粉育性和小穗育性 QTL位点间的互作
4．3．3 各 QTL位点的基因作用模式
4．3．4 区间作图法、单标记法检测到的QTL与复合区间作图法的差异
4．3．5 对单标记法所检测到位点的进一步分析
4．4 QTLmapper两位点分析法检测到的主效和上位性位点
4．4．1 花粉育性
4．4．2 胚囊育性
4．4．3 小穗育性
4．4．4 各性状分析结果的共同特征
4．5 三交群体中偏分离位点的存在及其与籼、粳不育的关系
4．6 广亲和品种02428的广亲和性评价
4．7 第8染色体的小穗育性 QTL——spf8的分析
4．8 进一步验证第6染色体ef6(S5)位点是控制胚囊育性
4．9 近等基因系的构建
5． 讨论
5．1 胚囊育性、花粉育性和小穗育性三个性状间的关系
5．2 与此前研究结果的比较
5．3 本三交群体的优缺点
5．4 广亲和品种的广亲和性评价方法
5．5 spf8位点的特殊性
5．6 用整体染色透明法统计胚囊育性的优越性
5．7 通过偏分离的位点推测杂种不育位点
5．8 QTL检测方法间的异同
5．9 实践中利用广亲和基因的方法
5．10 进一步研究
参考文献
附录：实验程序
致谢
发布时间: 2005-12-05
参考文献
- [1].水稻减数分裂基因OsMSH4的功能研究和种间杂种不育基因S39的精细定位[D]. 王超龙.南京农业大学2016
- [2].水稻种间杂种不育的细胞学研究及不育基因S37的精细定位[D]. 沈雨民.南京农业大学2015
相关论文
- [1].汕优63“永久F2”群体构建及其杂种优势的遗传研究[D]. 华金平.华中农业大学2003
- [2].用分子标记剖析水稻重要农艺性状的遗传基础[D]. 邢永忠.华中农业大学1999
- [3].基因表达水平上水稻杂种优势的分子生物学基础研究[D]. 熊立仲.华中农业大学1999
- [4].水稻产量相关性状的形态生理分析和分子标记剖析[D]. 崔克辉.华中农业大学2001
- [5].水稻正反交导入系群体构建和重要农艺性状的分子定位[D]. 梅捍卫.华中农业大学2004
- [6].栽培水稻杂种不育新基因的定位[D]. 朱速松.南京农业大学2005
- [7].水稻籼粳亚种间杂种优势利用的遗传基础研究[D]. 余传源.南京农业大学2005
- [8].水稻重要农艺性状的QTL分析和主效QTL近等基因系的构建[D]. 张玉山.华中农业大学2006
- [9].广亲和品种Dular的f5、f6及02428的S5等位基因的广亲和性、基因效应及f5-Du的精细定位研究[D]. 王功伟.华中农业大学2006
- [10].水稻光敏雄性核不育基因pms3的精细定位[D]. 陆青.华中农业大学2006