TD70/Kasalath RIL群体遗传图谱的构建及粒型性状的QTL定位

论文摘要

水稻粒型性状是重要的农艺性状,粒型是评价水稻品质的重要指标之一,也会影响到水稻的产量。因此,研究水稻粒型性状的遗传基础对水稻的高产和优质育种具有重要的意义。大多数研究表明水稻的粒型性状属于数量遗传性状,通过其分子水平的定位研究,可为水稻粒型相关性状的基因克隆提供重要的依据。本研究利用特大粒粳稻品种TD70和小粒籼稻品种Kasalath为亲本构建含240个株系的F7和F8重组自交系群体,在2010年利用F7代群体构建一张总长1832.47cM,含141个SSR分子标记的水稻全基因组连锁图谱。利用该图谱分别在2010年和2011年对粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒重等5个性状进行了QTL定位及相关分析。主要研究结论如下：1、两年间重组自交系内粒型性状间的相关性类似,RIL群体中,粒长、粒宽、粒厚和粒重4个性状之间都存在极显著的正相关。2010年F7重组自交系群体240个系间千粒重按≦25g,25-30g,30-35g,35-40g,≧40g进行分组,并对各组分别进行粒型性状问的相关分析,得出在不同的千粒重范围内,粒型性状对千粒重作用的大小顺序不同。当千粒重≦25g时,粒重的增加主要是靠增加粒长和粒厚,随着粒重的增加,粒长对粒重的作用逐渐变小,而粒宽和粒厚的作用逐渐增大,尤其当千粒重在35g以上时,粒重的增加粒宽和粒厚的效应相对比粒长大,尤以粒厚的作用较显著。2、对水稻粒型相关性状的QTL定位两年共检测到有关粒长的QTL有5个,分别位于第2、第3和第7染色体上,其中qGL3-1在两年中都有检测到,其平均LOD值为30.98,而平均贡献率为56.19%,效应值比较大。qGL2-1、qGL7-1只有在2011年被检测到,qGL2-2和qGL7-2只有在2010年被检测到。所有检测到的粒长有关的QTL的增效等位基因均来自大粒亲本TD70。与粒宽有关的QTL两年总共检测到6个,其中第2染色体3个,第5染色体2个和第9染色体1个。两年共同检测到的QTL有qGW2-1、qGW2-2、qGW5-1和qGW5-2,其平均LOD值分别为3.33、14.32、4.92和5.58,平均贡献率为4.42%、29.41%、10.37%和7.61%。7个与粒厚有关的QTL位点,分别位于第2、第3、第5、第9和第12染色体上,其LOD值在2.93-10.91之间,贡献率介于5.07%-21.19%之间。两年都检测到的只有2个。qRLW3-1和qRLW5-3两个QTL位点是两年都检测到的有关长宽比的QTL,其中qRLW3-1的LOD值和贡献率都比较大,增效等位基因来源于大粒亲本TD70,而QRLW5-3的增效等位基因来源于小粒亲本Kasalath。另外还有5个与长宽比有关的QTL位点只在其中的一年里检测到,分别位于第2、第4和第5染色体上。定位到与千粒重有关的QTL有6个,其中第3和第11染色体上各1个,第2和10染色体上2个。在两年中能稳定表达的有qTGW2-1和qTGW3-1,其平均LOD值为5.38和19.81,贡献率为11.51%和40.65%。粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒重5个性状两两之间大多具有显著的表型相关性,相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTL。如第2染色体上控制粒长的qGL2-1,控制粒宽的gGW2-2,控制粒厚的qGT2-3,控制长宽比的qRLW2-1和控制千粒重的qTGW2-2都位于（?）rM1347-RM5699区间内；第3染色体上的qGL3-1、 qGT3-1、qRLW3-1和qTGW3-1也都位于同一区间（?）RM6080-RM6832内；第5染色体存在一个既控制粒宽和粒厚又影响长宽比的QTL簇。这些研究结果为水稻的优质高产MAS育种奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 文献综述
• 1 水稻遗传连锁图谱的构建
• 2 QTL定位的原理和方法
• 2.1 单点分析法（Single point analysis,SPA）
• 2.2 区间作图法（Interval mapping,IM）
• 2.3 复合区间作图法（Composite interval mapping,CIM）
• 2.4 多重区间作图法（Multiple interval mapping,MIM）
• 3 水稻粒型性状的遗传研究
• 3.1 粒长的遗传
• 3.2 粒宽的遗传
• 3.3 粒厚的遗传
• 3.4 谷粒长宽比的遗传
• 3.5 千粒重的遗传
• 4 水稻粒型性状的QTL定位与克隆
• 5 本研究的目的
• 第二章 籼粳重组自交系群体粒型性状的相关性
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 田间种植与管理
• 1.3 性状考察
• 2 结果与分析
• 1和RIL群体粒型性状的表现'>2.1 2010和2011年亲本、F₁和RIL群体粒型性状的表现
• 2.2 两年群体粒型性状的相关性分析
• 2.3 RIL群体粒型性状的分布
• 2.4 RIL群体不同粒重范围内粒型性状的表现
• 2.5 RIL群体不同粒重范围内粒型性状的相关性
• 3 讨论
• 第三章 水稻遗传图谱的构建及偏分离标记的分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试剂与仪器
• 1.3 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 亲本间多态性
• 2.2 RIL连锁图谱的构建
• 2.3 偏分离标记
• 3 讨论
• 3.1 SSR标记的特点
• 3.2 偏分离标记产生的原因
• 3.3 偏分离标记对作图和QTL定位的影响
• 3.4 QTL IciMapping v3.1软件的特点
• 第四章 控制水稻粒型性状的QTL定位
• 1 材料与方法
• 1.1 QTL定位的群体
• 1.2 田间种植与管理
• 1.3 性状考察
• 1.4 QTL定位的遗传连锁图谱
• 1.5 QTL定位软件
• 2 结果与分析
• 2.1 亲本与群体粒型和粒重的性状表现
• 2.2 粒型相关性状的QTL检测
• 3 讨论
• 3.1 稳定表达QTL的成簇分布
• 3.2 QTL年度间检测的稳定性
• 3.3 与前人定位的粒型性状QTL比较
• 第五章 全文总结
• 1 全文结论
• 1.1 重组自交系群体粒型性状的相关性
• 1.2 重组自交系群体遗传连锁图谱的构建
• 1.3 水稻粒型性状的定位结果
• 2 本研究的创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文