同源四倍体与二倍体水稻的遗传差异及产量、品质性状研究

论文摘要

本文以中国科学院成都生物研究所培育的同源四倍体水稻和二倍体水稻为材料，进行遗传差异及产量、品质性状的研究：1、以二倍体水稻为对照，研究了同源四倍体水稻在2004年和2005年的结实情况。结果同源四倍体的花粉育性、结实率均不同程度下降，尤其低代材料更是大幅度下降。F检验表明，同源四倍体不同个体间的各产量性状均差异显著，说明其具有很大的遗传改良潜力。从1996年到2005年对部分同源四倍体水稻进行了连续选择改良，T检验表明经过9年的选择改良，其结实率显著提高。本文还对同源四倍体水稻各产量性状间的相关性进行了分析，结果结实率与花粉育性、穗着粒数、穗实粒数极显著相关；理论产量与花粉育性、有效穗数、穗着粒数、穗实粒数、结实率及千粒重极显著相关。2、用（CT）n微卫星标记和PCR-AccⅠ分子标记对40份同源四倍体和14份二倍体水稻Wx基因进行研究。结果，（CT）n微卫星标记检测，Wx基因呈Wx1、Wx2和Wx33种多态性；PCR-AccⅠ检测，Wx基因表现为G-型和T-型。测定稻米直链淀粉含量（AC）、胶稠度（GC）和糊化温度（GT），并探讨其与Wx基因的关系，结果，二倍体和同源四倍体水稻均存在：Wx基因型相同，AC差异较小，Wx基因型不同时，AC差异较大，Wx1基因型品种AC最高，WX2基因型品种AC次之，Wx3基因型品种AC最低；基因型相同时，同源四倍体AC低于二倍体；同源四倍体与对应二倍体间，Wx基因型相同时，AC差异很小；而Wx基因型发生变异时，AC差异很大。同时，进行相关性分析，结果二倍体和四倍体水稻均存在AC、GC与Wx基因密切相关；而GT与Wx基因相关不显著。综合分析，（CT）n微卫星标记与PCR-AccⅠ分子标记检测的相关系数为0.842，呈极显著正相关，可以将其结合起来进行同源四倍体新品种的选育和改良。3、利用RAPD技术，对同源四倍体和二倍体水稻的遗传差异进行分析。17条引物在同源四倍体中扩增出178条带（PPB=81.5％），在二倍体中扩增出173条带（PPB=76.3％）；同源四倍体和二倍体的Shannon遗传多样性指数分别为0.4848和0.4679，多态信息量分别为0.3301和0.3216，遗传距离分别为0.3572和0.3460；同源四倍体与其对应二倍体间遗传距离为0.1914-0.4633，平均为0.2914。表明同源四倍体的遗传多样性高于二倍体，且同源四倍体与其二倍体之间存在较大的遗传差异，这些将为水稻品种改良和新品种选育提供科学依据。上述产量、品质性状及遗传差异分析的结果，不仅有利于加快同源四倍体水稻的遗传改良进程，而且为进一步研究、利用同源四倍体水稻奠定了初步基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 英文缩略语
• 第一章 同源四倍体与二倍体水稻的遗传差异及产量、品质性状研究
• 第一节 前言
• 第二节 同源四倍体水稻结实情况的初步研究
• 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 加倍当代同源四倍体水稻的获得及鉴定
• 1.2.2 田间试验和设计
• 2 结果与分析
• 2.1 同源四倍体水稻的获得及鉴定
• 2.2 同源四倍体水稻的花粉育性及结实率
• 2.3 同源四倍体水稻的其他产量性状特征
• 2.4 同源四倍体水稻的变异性及遗传改良效果
• 2.4.1 同源四倍体水稻不同品系的变异性
• 2.4.2 部分同源四倍体材料连续9年的遗传改良效果
• 2.5 同源四倍体水稻结实率及理论产量与其它产量性状的相关性
• 3 讨论
• 3.1 同源四倍体水稻结实率低的可能原因
• 3.2 同源四倍体水稻的遗传选择改良
• 第三节 同源四倍体和二倍体水稻Wx基因与淀粉品质的遗传关系
• 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 叶片总DNA提取
• 1.2.1 主要试剂
• 1.2.2 提取步骤
• 1.3 Wx基因的微卫星分析
• 1.4 淀粉品质性状的测定
• 1.4.1 稻米AC的测定
• 1.4.1.1 仪器设备
• 1.4.1.2 主要试剂
• 1.4.1.3 测定步骤
• 1.4.2 稻米 GC的测定
• 1.4.2.1 仪器设备
• 1.4.2.2 主要试剂
• 1.4.2.3 测定步骤
• 1.4.3 稻米GT的测定
• 1.4.3.1 仪器设备
• 1.4.3.2 主要试剂
• 1.4.3.3 测定步骤
• 2 结果与分析
• 2.1 Wx基因分子标记检测二倍体和同源四倍体水稻的结果
• 2.2 二倍体和同源四倍体水稻Wx基因型及相应AC、GC和GT的分析结果
• 2.2.1 基于微卫星标记的Wx基因型与AC、GC和GT的分析结果
• 2.2.2 基于PCR-Acc I分子标记的Wx基因型与AC、GC和GT的分析结果
• 2.3 Wx基因微卫星标记检测与PCR-Acc I分子标记检测的相关性
• 3 讨论
• 3.1 二倍体和同源四倍体水稻Wx基因位点及AC差异的原因探讨
• 3.2 同源四倍体稻米 AC、GC、GT与Wx基因的关系及分子标记辅助品质改良
• 第四节 RAPD技术分析同源四倍体和二倍体水稻的遗传差异
• 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 DNA提取
• 1.2.2 PCR扩增及电泳
• 1.2.3 数据统计与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 RAPD引物的筛选
• 2.2 RAPD扩增结果及多态性分析
• 2.3 同源四倍体和二倍体水稻遗传多样性的计算
• 2.4 同源四倍体和二倍体水稻品种间的遗传一致度及遗传距离
• 2.5 同源四倍体与对应二倍体水稻的遗传变异情况
• 3 讨论
• 3.1 同源四倍体和二倍体水稻的多态性
• 3.2 同源四倍体和二倍体水稻的遗传差异
• 结论
• 参考文献
• 第二章 文献综述
• 1 同源四倍体水稻的研究现状
• 1.1 同源四倍体水稻的生殖特性
• 1.2 同源四倍体水稻结实相关因素的探究
• 2 分子标记的发展及其在作物遗传育种中的应用
• 2.1 几种常用分子标记技术的基本原理及特点
• 2.2 分子标记在作物遗传育种中的应用
• 2.2.1 构建高密度的遗传连锁图
• 2.2.2 基因定位与克隆
• 2.2.3 作物育种中的分子标记辅助选择
• 2.3 分子标记在多倍体植物中的应用
• 3 展望
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢