分子標(biāo)記遺傳圖譜構(gòu)建和稻米品質(zhì)性狀的遺傳分析.pdf

1、稻米品質(zhì)主要包括加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。稻米品質(zhì)的遺傳改良是當(dāng)前水稻育種的重要目標(biāo)。由于稻米品質(zhì)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(gè)群體較系統(tǒng)的研究了稻米品質(zhì)性狀的遺傳基礎(chǔ)，定位了控制稻米品質(zhì)性狀的QTL。主要結(jié)果如下： 1、構(gòu)建了兩張水稻分子標(biāo)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(biāo)記數(shù)為 179，

2、遺傳連鎖圖總長1864.5cM，標(biāo)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(biāo)記數(shù)為190，遺傳連鎖圖總長1362.1cM，標(biāo)記間的平均距離為7.77cM。兩群體共有的標(biāo)記為65對(duì)，圖譜上標(biāo)記的相對(duì)位置基本一致。 2、分析了7個(gè)水稻群體的標(biāo)記偏分離情況，探討了偏分離位點(diǎn)在不同類型群體中的出現(xiàn)規(guī)律，關(guān)注了那些只在DH、RIL或秈粳交中群體中出現(xiàn)，以及在位置、程度、方向等方面比較特

3、殊的偏分離位點(diǎn)。這7 個(gè)群體包括2個(gè)DH系群體(珍汕97B/H94，珍汕97B/武育粳2號(hào))和5個(gè)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(xiàn)，偏分離標(biāo)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(gè)群體一共檢測到113個(gè)無冗余的偏分離單元(SDU)，其中53個(gè)可在兩個(gè)或兩個(gè)以上群體中被檢測到(本研究

4、將其稱為偏分離熱點(diǎn)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(biāo)記偏向珍汕97B，而DH系中親本的等位基因頻率相對(duì)均衡，在同一條染色體上往往同時(shí)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(fù)雜。研究還發(fā)現(xiàn)來源于秈粳交組合的群體的偏分離不一定很嚴(yán)重，只有高多態(tài)性的秈粳交組合群

5、體的偏分離才很嚴(yán)重；秈粳交組合群體間的偏分離位點(diǎn)共享程度低。另外，還發(fā)現(xiàn)所有參與比較的育性相關(guān)位點(diǎn)(63個(gè))與偏分離位點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其中59個(gè)與峰值標(biāo)記很近。 3、利用3個(gè)群體研究了水稻株高和抽穗期的遺傳基礎(chǔ)。一共定位了24個(gè)QTL，其中有6個(gè)QTL至少2個(gè)群體中檢測到，另外有6個(gè)、5個(gè)和7個(gè)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(gè)群體中都顯著正相關(guān)，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(yīng)都很大，而且等位基因?qū)@兩個(gè)性狀的效應(yīng)方向一致，這說明抽穗期和株高具有共同的遺傳基礎(chǔ)。但也有相當(dāng)一部分QTL只控制一種性狀，說明抽穗期和株高的遺傳基礎(chǔ)又相對(duì)獨(dú)立。本研究初步將這些QTL進(jìn)行了分類，以便有針對(duì)性的改良這兩個(gè)性狀。 4、利用3個(gè)群體研究了千粒重和籽粒形狀的遺傳基礎(chǔ)及它們之間的關(guān)系。粒型(長寬比)和千粒重均與粒長、粒寬和粒厚顯著相關(guān)，但對(duì)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(guān)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(guān)性可被QTL甚至上位性位點(diǎn)成簇分布現(xiàn)象所解釋。在21個(gè)涉及控制粒型的QTL簇中，有10個(gè)同時(shí)控制粒長，8個(gè)同時(shí)控制粒寬，3個(gè)同時(shí)控制粒長和粒寬。涉及千粒重的所有QTL簇同時(shí)又控制至少一種粒形相關(guān)性狀，且等位基因效應(yīng)方向一致。可初步將千粒重的QTL分為“粒長主導(dǎo)型”、“粒寬主導(dǎo)型”和“粒厚主導(dǎo)型”3大類，但由于粒厚與粒長、粒寬正相關(guān)，因此實(shí)際上也可能存在“長厚主導(dǎo)型”或“寬厚主導(dǎo)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(xiàn)有“長寬相抑制”現(xiàn)象，在德隴208群體和明恢63群體中負(fù)相關(guān)達(dá)到顯著。至少有3個(gè)效應(yīng)較大的QTL簇在提高(降低)粒長的同時(shí)會(huì)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(gè)粒厚QTL中，只有一個(gè)在兩個(gè)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(gè)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(chǔ)。一共定位到QTL29個(gè)，合并后為36個(gè)。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(guān)，但對(duì)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(fù)相關(guān)，但控制心白和腹白的大多數(shù)QTL是不同的，且對(duì)環(huán)境的反應(yīng)也不同。比率與面積主要為正相關(guān)，QTL 往往同時(shí)對(duì)這兩種性狀有作用，且效應(yīng)方向一致。有些 QTL 對(duì)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(xiàn)性狀細(xì)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(jī)理。本研究結(jié)果對(duì)堊白 QTL的定位有一些啟示，也便于在育種中針對(duì)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(zhì)的遺傳基礎(chǔ)。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(nèi)的17個(gè)性狀。除了最高粘度(PKV)和糊化起始到最高粘度所需的時(shí)間(BAtime)這兩個(gè)性狀，其余的性狀可以分為兩大類。兩年一共定位了26個(gè)QTL，其中9個(gè)為QTL 簇。最大兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)Wx和Alk位點(diǎn)，分別主要控制以AC、GC和粘度參數(shù)為代表的第一類性狀及以ASV、溫度參數(shù)為代表的第二類性狀。相關(guān)分析和QTL定位的結(jié)果均很好地表明，粘度的各種參數(shù)均

12、可用于品質(zhì)研究的需要。本研究還發(fā)現(xiàn)，在粘度測定的加熱階段的溫度和時(shí)間指標(biāo)可反映豐富的品質(zhì)信息，Wx和Alk位點(diǎn)在不同階段的效應(yīng)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(chǔ)。考察了包括17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(nèi)的19個(gè)性狀，定位到了18個(gè) QTL (簇)，有2個(gè)在兩年中均可檢測到，且效應(yīng)較大，另外10個(gè)和6個(gè)分別只在2002年和2004 年檢測到。這些氨基酸含量的QTL 特別