利用雙向回交導(dǎo)入系和種質(zhì)資源剖析水稻品質(zhì)相關(guān)性狀的遺傳基礎(chǔ).pdf

1、本試驗(yàn)以優(yōu)質(zhì)晚粳品種秀水09和抗旱秈稻品系IR2061為親本構(gòu)建的高代雙向回交導(dǎo)入系（introgression lines，ILs）群體和重組自交系(recombinant inbred lines，RILs)群體為材料，利用高密度的SNP標(biāo)記對(duì)雙向回交導(dǎo)入系的遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，同時(shí)挖掘控制水稻外觀品質(zhì)、碾磨品質(zhì)、蒸煮和食用品質(zhì)以及營養(yǎng)品質(zhì)等品質(zhì)相關(guān)性狀的主效QTL，分析品質(zhì)相關(guān)性狀QTL表達(dá)的遺傳背景和環(huán)境互作效應(yīng)，鑒定遺傳背景特異

2、性低且具有環(huán)境穩(wěn)定性的QTL，為水稻品質(zhì)分子育種提供條件。與此同時(shí)，本試驗(yàn)利用258份材料種質(zhì)資源對(duì)水稻品質(zhì)相關(guān)性狀進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association study，GWAS)分析，結(jié)合基于基因的關(guān)聯(lián)分析和單倍型分析，確定重要QTL的候選基因，為后續(xù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)基因驗(yàn)證、挖掘水稻品質(zhì)相關(guān)性狀有利等位基因提供便利。主要研究結(jié)果如下:
　　1.雙向?qū)胂等后w遺傳結(jié)構(gòu)分析
　　利用25，206個(gè)SNP標(biāo)

3、記對(duì)秀水09背景的高代回交導(dǎo)入系（XS09-ILs）和IR2061背景的高代回交導(dǎo)入系(IR2061-ILs)進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)雙向?qū)胂抵芯幸话胍陨系臉?biāo)記發(fā)生偏分離，并且平均導(dǎo)入頻率均低于理論值，秈稻背景導(dǎo)入系IR2061-ILs的平均導(dǎo)入頻率高于粳稻背景導(dǎo)入系XS09-ILs的平均導(dǎo)入頻率。雙向?qū)胂翟谒袠?biāo)記處均有導(dǎo)入，但是不同染色體上及同一染色體的不同區(qū)段的導(dǎo)入頻率不一致，因此在育種中改良目標(biāo)區(qū)段時(shí)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)區(qū)段等位基因

4、的導(dǎo)入特點(diǎn)，通過控制群體大小和選擇世代的早晚等策略，增加目標(biāo)區(qū)段的改良效率。
　　2.利用雙向?qū)胂岛椭亟M自交系挖掘水稻品質(zhì)相關(guān)性狀QTL
　　本研究以237份XS09-ILs、240份IR2061-ILs和235份RILs群體為材料在三亞和深圳兩個(gè)環(huán)境下測(cè)定水稻品質(zhì)性狀，利用25，206個(gè)SNP標(biāo)記進(jìn)行QTL定位。三套群體在兩個(gè)環(huán)境下共檢測(cè)到71個(gè)品質(zhì)相關(guān)性狀QTL，包括57個(gè)外觀和碾磨品質(zhì)QTL及14個(gè)蒸煮和營養(yǎng)品質(zhì)QT

5、L。其中38個(gè)QTL(53.5％)在兩個(gè)環(huán)境下共同檢測(cè)到，而在XS09-ILs、IR2061-ILs和RILs群體中分別有19個(gè)(54％)、24個(gè)(52％)和16個(gè)(40％) QTL在兩個(gè)環(huán)境下共同檢測(cè)到，說明QTL的表達(dá)受遺傳背景和環(huán)境條件的共同影響。本試驗(yàn)中的7個(gè)QTL在兩個(gè)環(huán)境和三個(gè)背景下均檢測(cè)到，包括qGL5、qGL7.2、qGW12、qGW2/qGLWR2.2、qGW5/qGLWR5/qPGWC5、qGLWR2.1、qAC6/

6、qGC6/qDEC6/qPGWC6，具有較低的遺傳背景和環(huán)境特異性，可用于分子標(biāo)記輔助育種改良稻米品質(zhì)。
　　3.水稻品質(zhì)相關(guān)性狀的GWAS分析
　　本試驗(yàn)以258份種質(zhì)資源為材料在三亞和深圳兩個(gè)環(huán)境下測(cè)定水稻品質(zhì)相關(guān)性狀，利用22，488個(gè)高質(zhì)量的SNP進(jìn)行品質(zhì)相關(guān)性狀的GWAS分析，定位到91個(gè)QTL。同時(shí)結(jié)合基于基因的關(guān)聯(lián)分析和單倍型分析，最終獲得11個(gè)重要QTL區(qū)段的28個(gè)候選基因，其中包括4個(gè)已經(jīng)克隆的基因GS3、