分子標記遺傳圖譜構建和稻米品質性狀的遺傳分析.pdf

1、稻米品質主要包括加工品質、外觀品質、蒸煮食味品質和營養(yǎng)品質。稻米品質的遺傳改良是當前水稻育種的重要目標。由于稻米品質一般由多基因控制，且易受環(huán)境條件的影響，因此利用傳統(tǒng)的育種方法改良這些性狀具有很大的難度。本研究利用多個群體較系統(tǒng)的研究了稻米品質性狀的遺傳基礎，定位了控制稻米品質性狀的QTL。主要結果如下： 1、構建了兩張水稻分子標記遺傳連鎖圖。珍汕97B/德隴208重組自交系群體的作圖群體大小為188，SSR標記數為 179，

2、遺傳連鎖圖總長1864.5cM，標記間的平均距離為12.15cM；珍汕97B/南洋占重組自交系群體的作圖群體大小為190，SSR標記數為190，遺傳連鎖圖總長1362.1cM，標記間的平均距離為7.77cM。兩群體共有的標記為65對，圖譜上標記的相對位置基本一致。 2、分析了7個水稻群體的標記偏分離情況，探討了偏分離位點在不同類型群體中的出現規(guī)律，關注了那些只在DH、RIL或秈粳交中群體中出現，以及在位置、程度、方向等方面比較特

3、殊的偏分離位點。這7 個群體包括2個DH系群體(珍汕97B/H94，珍汕97B/武育粳2號)和5個RIL群體(珍汕9713/德隴208、珍汕97B/南洋占、珍汕97B/Hr5、珍汕97B/明恢63和珍汕97B/IRAT109)。研究發(fā)現，偏分離標記在水稻群體中廣泛存在，分布于12條染色體，而且往往連續(xù)成片，形成偏分離區(qū)域(SDR)。7個群體一共檢測到113個無冗余的偏分離單元(SDU)，其中53個可在兩個或兩個以上群體中被檢測到(本研究

4、將其稱為偏分離熱點區(qū)域，HSDR)。DH系與 RIL 群體的不同在于：1)在程度上，RIL 群體具高、中、低等各種偏分離水平；而DH系群體的偏分離程度均較高；2)在方向上，除明恢63群體外，RIL群體的絕大部分標記偏向珍汕97B，而DH系中親本的等位基因頻率相對均衡，在同一條染色體上往往同時存在兩種偏分離方向。這可能說明DH系中的偏分離程度更高、原因較復雜。研究還發(fā)現來源于秈粳交組合的群體的偏分離不一定很嚴重，只有高多態(tài)性的秈粳交組合群

5、體的偏分離才很嚴重；秈粳交組合群體間的偏分離位點共享程度低。另外，還發(fā)現所有參與比較的育性相關位點(63個)與偏分離位點相對應，其中59個與峰值標記很近。 3、利用3個群體研究了水稻株高和抽穗期的遺傳基礎。一共定位了24個QTL，其中有6個QTL至少2個群體中檢測到，另外有6個、5個和7個QTL分別只在群體德隴208、南洋占和武育粳中檢測到。抽穗期和株高在3個群體中都顯著正相關，它們的QTL地常被定位在同一區(qū)域；這些QTL區(qū)段的

6、效應都很大，而且等位基因對這兩個性狀的效應方向一致，這說明抽穗期和株高具有共同的遺傳基礎。但也有相當一部分QTL只控制一種性狀，說明抽穗期和株高的遺傳基礎又相對獨立。本研究初步將這些QTL進行了分類，以便有針對性的改良這兩個性狀。 4、利用3個群體研究了千粒重和籽粒形狀的遺傳基礎及它們之間的關系。粒型(長寬比)和千粒重均與粒長、粒寬和粒厚顯著相關，但對后3者的依賴程度依群體而異。在明恢63群體中，粒型和千粒重與粒寬關系最密切，而

7、在德隴208和南洋占群體中與粒長更為密切。性狀的相關性可被QTL甚至上位性位點成簇分布現象所解釋。在21個涉及控制粒型的QTL簇中，有10個同時控制粒長，8個同時控制粒寬，3個同時控制粒長和粒寬。涉及千粒重的所有QTL簇同時又控制至少一種粒形相關性狀，且等位基因效應方向一致。可初步將千粒重的QTL分為“粒長主導型”、“粒寬主導型”和“粒厚主導型”3大類，但由于粒厚與粒長、粒寬正相關，因此實際上也可能存在“長厚主導型”或“寬厚主導型”的千

8、粒重QTL?？傮w上，粒長和粒寬主要由不同的QTL控制，但研究發(fā)現有“長寬相抑制”現象，在德隴208群體和明恢63群體中負相關達到顯著。至少有3個效應較大的QTL簇在提高(降低)粒長的同時會降低(提高)粒寬，這說明可能存在“粒型QTL”。不同群體的粒厚QTL不同，在14個粒厚QTL中，只有一個在兩個群體中檢測到，這說明粒厚及QTL愛到的選擇可能較少。 5、利用5個群體(珍汕97B/德隴208、珍汕97B/南洋占、珍汕97B/H94

9、、珍汕97B/武育粳和珍汕97B/明恢63群體) 研究了堊白性狀的遺傳基礎。一共定位到QTL29個，合并后為36個。各堊白類型既相聯(lián)系又有區(qū)別，既共享某些QTL，又有各自的QTL。堊白率至少與心白率或腹白率之一顯著相關，但對后兩者的依賴程度依群體和環(huán)境而異。心白與腹白有一定負相關，但控制心白和腹白的大多數QTL是不同的，且對環(huán)境的反應也不同。比率與面積主要為正相關，QTL 往往同時對這兩種性狀有作用，且效應方向一致。有些 QTL 對多種

10、堊白性狀有作用；有些 QTL有類型的專一性，只決定腹白或心白，但沒有比率和面積專一性；而有些 QTL 則只影響特定的堊白性狀。這可能是不同的 QTL 處于堊白發(fā)生途徑的不同位置所致。研究還發(fā)現性狀細分可以提高 QTL的檢測效率，有助于探討不同堊白性狀的遺傳機理。本研究結果對堊白 QTL的定位有一些啟示，也便于在育種中針對不同的環(huán)境和堊白性狀，采取不同的改良策略。 6、利用珍汕97B/德隴208群體研究了蒸煮食味品質的遺傳基礎。一

11、共分析了包括淀粉含量(AC)，膠稠度(GC)和糊化溫度(ASV)，快速粘滯譜和延伸性在內的17個性狀。除了最高粘度(PKV)和糊化起始到最高粘度所需的時間(BAtime)這兩個性狀，其余的性狀可以分為兩大類。兩年一共定位了26個QTL，其中9個為QTL 簇。最大兩個分別對應Wx和Alk位點，分別主要控制以AC、GC和粘度參數為代表的第一類性狀及以ASV、溫度參數為代表的第二類性狀。相關分析和QTL定位的結果均很好地表明，粘度的各種參數均

12、可用于品質研究的需要。本研究還發(fā)現，在粘度測定的加熱階段的溫度和時間指標可反映豐富的品質信息，Wx和Alk位點在不同階段的效應不同。 7、利用珍汕 97B/南洋占群體研究了稻米氨基酸含量的遺傳基礎?？疾炝税?7種氨基酸含量、必需氨基酸總含量和所有氨基酸總含量在內的19個性狀，定位到了18個 QTL (簇)，有2個在兩年中均可檢測到，且效應較大，另外10個和6個分別只在2002年和2004 年檢測到。這些氨基酸含量的QTL 特別