超級(jí)雜交稻協(xié)優(yōu)9308重組自交系構(gòu)建及若干性狀的QTL定位.pdf

1、本研究利用超級(jí)雜交稻協(xié)優(yōu)9308的保持系協(xié)青早B和恢復(fù)系中恢9308為親本雜交，后代以單粒傳方法構(gòu)建RIL群體、以協(xié)青早B/RILs構(gòu)建BC1雜種群體為材料，應(yīng)用163個(gè)SSR標(biāo)記建立遺傳連鎖圖譜，對(duì)12個(gè)主要農(nóng)藝性狀、籽粒中若干微量元素含量及它們的雜種優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了多年份多環(huán)境QTL定位研究，主要結(jié)果如下： 1.將281個(gè)株系組成的RIL群體，種植于海南(HN06、HN07)和浙江(ZJ06)兩地，考察單株產(chǎn)量(GYD)、株高(P

2、H)、抽穗期(HD)、單株穗數(shù)(NP)、穗長(zhǎng)(PL)、一次枝梗(PRB)、二次枝梗(SPB)、著粒密度(GD)、每穗總粒數(shù)(TNSP)、每穗實(shí)粒數(shù)(NFGP)、結(jié)實(shí)率(SF)、千粒重(TGWT)等12個(gè)主要農(nóng)藝性狀，從695個(gè)SSR標(biāo)記中篩選應(yīng)用163個(gè)多態(tài)性SSR標(biāo)記，構(gòu)建分子遺傳連鎖圖，應(yīng)用WindowsQTLCartographer2.5的CIM方法檢測(cè)QTL。結(jié)果構(gòu)建成的分子遺傳圖譜含163個(gè)SSR標(biāo)記，總圖距約1578.9cM

3、，標(biāo)記間平均圖距為9.69cM，覆蓋水稻基因組87.5％。在HN06試驗(yàn)中檢測(cè)到9個(gè)農(nóng)藝性狀的39個(gè)主效QTLs；在HN07試驗(yàn)中檢測(cè)到12個(gè)農(nóng)藝性狀的54個(gè)主效QTLs：在ZJ06試驗(yàn)中檢測(cè)到12個(gè)農(nóng)藝性狀的46個(gè)主效QTLs。三組試驗(yàn)共檢測(cè)到88個(gè)QTLs，分布在全部12條染色體上。其中單株產(chǎn)量檢測(cè)到9個(gè)QTLs，株高檢測(cè)到7個(gè)QTLs，抽穗期檢測(cè)到9個(gè)QTLs，單株穗數(shù)檢測(cè)到7個(gè)QTLs，穗長(zhǎng)檢測(cè)到7個(gè)QTLs，一次枝梗檢測(cè)到8個(gè)

4、QTLs，二次枝梗檢測(cè)到9個(gè)QTLs，著粒密度檢測(cè)到6個(gè)QTLs，每穗總粒數(shù)檢測(cè)到7個(gè)QTLs，每穗實(shí)粒數(shù)檢測(cè)到11個(gè)QTLs，結(jié)實(shí)率檢測(cè)到4個(gè)QTLs，千粒重在檢測(cè)到3個(gè)QTLs。單個(gè)QTL對(duì)群體性狀表型變異的貢獻(xiàn)率為2.29％～31.17％?？刂浦饕r(nóng)藝性狀的QTLs基本以加性作用為主，上位性效應(yīng)和環(huán)境互作效應(yīng)影響不大。同一區(qū)間控制不同性狀的QTLs、不同區(qū)間控制同一個(gè)性狀的QTLs在遺傳作用模式、效應(yīng)方向和效應(yīng)大小上存在一定差異。

5、在三組試驗(yàn)中都穩(wěn)定檢測(cè)到的有包括7個(gè)主要農(nóng)藝性狀的15個(gè)共同QTLs：qPH-2，qPH-3，qPH-6-2；qHD－6-2，qHD-10；qNP-3；qPL-1，qPL-6-1；qTNSP-1，qTNSP-2，qTNSP-3；qNFGP-1，qNFGP-3-2，qNFGP-6-2；qTGWT-3。這些共同QTL，尤其是第3染色體RM168-RM143區(qū)間控制每穗總粒數(shù)的qTNSP-3、控制每穗實(shí)粒數(shù)的qNFGP-3-2和控制單株穗數(shù)的

6、qN-3，其加性效應(yīng)值、貢獻(xiàn)率較大，可以考慮下一步進(jìn)行QTL精細(xì)定位和克隆。 2.以協(xié)青早B為母本、以RILs為父本配制獲得BC1雜種群體，種植于海南(HN07F)和浙江(ZJ06F)兩地，以中親優(yōu)勢(shì)值考察計(jì)算12個(gè)主要農(nóng)藝性狀的雜種優(yōu)勢(shì)表型。利用RIL群體遺傳圖譜，應(yīng)用WindowsQTLCartographer2.5檢測(cè)QTL，結(jié)果在HN07F試驗(yàn)中檢測(cè)到除單株穗數(shù)外11個(gè)主要農(nóng)藝性狀的29個(gè)主效雜種優(yōu)勢(shì)QTLs；在ZJ06

7、F試驗(yàn)中檢測(cè)到除單株產(chǎn)量和單株穗數(shù)外10個(gè)農(nóng)藝性狀的18個(gè)主效雜種優(yōu)勢(shì)QTLs。二組試驗(yàn)共檢測(cè)到41個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，分布在水稻1、2、3、4、6、7、8、10等染色體上。其中單株產(chǎn)量檢測(cè)到3個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，株高檢測(cè)到6個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，抽穗期檢測(cè)到4個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，穗長(zhǎng)檢測(cè)到3個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，一次枝梗檢測(cè)到3個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，二次枝梗檢測(cè)到2個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，著粒密度檢測(cè)到4個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，每穗總粒數(shù)測(cè)到7個(gè)雜

8、種優(yōu)勢(shì)QTLs，每穗實(shí)粒數(shù)檢測(cè)到4個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，結(jié)實(shí)率檢測(cè)到4個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，千粒重檢測(cè)到1個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTL。單個(gè)QTL對(duì)群體性狀表型變異的貢獻(xiàn)率為3.15％～18.18％?？刂浦饕r(nóng)藝性狀的雜種優(yōu)勢(shì)QTLs以加性作用為主，上位性效應(yīng)和環(huán)境互作效應(yīng)影響較小。同一區(qū)間控制不同性狀的雜種優(yōu)勢(shì)QTLs、不同區(qū)間控制同一個(gè)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)QTLs在遺傳作用模式、效應(yīng)方向和效應(yīng)大小上存在一定差異。在兩組試驗(yàn)中穩(wěn)定檢測(cè)到6個(gè)共同雜種優(yōu)勢(shì)QT

9、Ls：qPHH-8、qPLH-6、qGDH-8、qNFGPH-7、qSFH-7、qTGWTH-3。 3.以RILs和對(duì)應(yīng)BC1雜種群體，種植于杭州(HZ、HZF)和富陽(yáng)(FY)兩地，成熟后收獲種子，采用石墨爐原予吸收(GFAAS)、全譜直讀電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)方法測(cè)定籽粒中鎘(Cd)、銅(Cu)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)等5個(gè)微量元素含量，單位為2mg·kg-1。應(yīng)用WindowsQTLCa

10、rtographer2.5軟件檢測(cè)QTL，結(jié)果在HZ試驗(yàn)中檢測(cè)到4個(gè)微量元素含量的9個(gè)QTLs；在FY試驗(yàn)中檢測(cè)到3個(gè)微量元素含量的5個(gè)QTLs；在HZF試驗(yàn)中檢測(cè)到3個(gè)微量元素含量的4個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs。共檢測(cè)到16個(gè)QTLs散布在水稻第1、3、4、5、6、7、8、11染色體上。其中鎘元素檢測(cè)到3個(gè)QTLs、2個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，銅元素檢測(cè)到2個(gè)QTLs、1個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTLs，錳元素檢測(cè)到5個(gè)QTLs、1個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)QTL，鋅元素檢測(cè)到

11、2個(gè)QTLs。單個(gè)QTL對(duì)群體性狀表型變異的貢獻(xiàn)率為4.23％～14.84％?？刂莆⒘吭睾康腝TLs以加性作用為主，未檢測(cè)到上位性效應(yīng)。檢測(cè)到控制鎘、銅、錳元素含量的3個(gè)共同QTLs：qCDCN-7、qCUCN-4、qMNCN-3，其真實(shí)性更高，可能應(yīng)用于功能性水稻分子育種。 4.QTL定位研究發(fā)現(xiàn)多個(gè)重要QTL聚集區(qū)間、一因多效廣泛存在。如第1染色體頂部RM1－RM3746區(qū)間(17.7cM)和相鄰RM3746－RM535

12、9區(qū)間(5.3cM)，檢測(cè)到7個(gè)農(nóng)藝性狀QTLs、1個(gè)農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢(shì)QTL、1個(gè)微量元素QTL；第3染色體著絲粒附近RM6283-RM7370區(qū)間(4.3cM)和相鄰RM282-RM6283區(qū)間(28.4cM)檢測(cè)到4個(gè)農(nóng)藝性狀QTLs、1個(gè)農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢(shì)QTL、1個(gè)微量元素QTL；第3染色體長(zhǎng)臂RM168-RM143(29.8cM)區(qū)間，檢測(cè)到7個(gè)農(nóng)藝性狀QTLs、1個(gè)農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢(shì)QTL；第3染色體底部RM148-RM85區(qū)間

13、(2.9cM)，檢測(cè)到1個(gè)農(nóng)藝性狀QTL、2個(gè)農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢(shì)QTLs；第6染色體項(xiàng)部RM587-RM510區(qū)間(2.4cM)，檢測(cè)到2個(gè)農(nóng)藝性狀QTLs、3個(gè)農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢(shì)QTLs；第6染色體著絲粒附近RM6302-RM3330區(qū)間(9.0cM)及相鄰RM3330-RM564(8.1cM)區(qū)間，檢測(cè)到4個(gè)農(nóng)藝性狀QTLs、7個(gè)農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢(shì)QTLs、1個(gè)微量元素雜種優(yōu)勢(shì)QTL；第7染色體著絲粒附近RM180-RM2區(qū)間(9.1cM

14、)和相鄰RM2-RM320區(qū)間(12.1cM)，檢測(cè)到9個(gè)農(nóng)藝性狀QTLs、8個(gè)農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢(shì)QTLs、3個(gè)微量元素QTLs、1個(gè)微量元素雜種優(yōu)勢(shì)QTL。另外，在第2染色體頂部RM3865－RM6247區(qū)間(9.0cM)及相鄰RM6247-RM71區(qū)間(14.6cM)，第4染色體底部RM241-RM6992區(qū)間(6.5cM)、第8染色體短臂RM25-RM5556區(qū)間(4.9cM)和第10染色體長(zhǎng)臂RM271-RM6704區(qū)間(6.9c