染色體片段代換系的構建及其紋枯病抗性分析.pdf

1、水稻是世界最重要的糧食作物，受到多種病害危害，特別是由立枯絲核菌(Rhizoctonia solani Kühn)引起的紋枯病每年造成巨大的產量損失，在我國南方郎分稻區(qū)已成為水稻第一大病害，培育抗病新品種迫在眉睫。包括紋枯病抗性的在內的水稻大多數(shù)性狀都是多基因控制的數(shù)量性狀，將數(shù)量性狀基因座(quantitative trait loci，QTL)剖分為單個孟德爾因子進行研究，對了解水稻的生長發(fā)育機制及改良水稻品質、增強水稻的抗逆性等方

2、面具有重要的意義。如何將數(shù)量性狀基因座(quantitative trait loci，QTL)剖分為單個孟德爾因子，一個重要的策略就是構建染色體片段替換系(chromosome segment substiuttion lines，CSSLs)，當受體親本只含有一個供體親本的片段時，稱為染色體單片段代換系SSSL。CSSL與受體親本只存在代換片段的差異，遺傳背景與受體親本一致，可以將數(shù)量性狀基因座(quantitative trait

3、 loci，QTL)剖分為單個孟德爾因子，是用于QTL定位和分析的一種重要實驗材料。
　　 良好的親本是發(fā)掘和利用主效抗病QTL并開展水稻紋枯病遺傳育種的物質基礎。抗紋枯病水稻新種質YSBR1來源于秈、粳交后代群體，多年田間接種鑒定試驗中均表現(xiàn)出對紋枯病較高水平的抗性。華粳秈74曾是南方主推秈稻品種之一，表現(xiàn)為中等紋枯病抗性。本研究主要是通過構建Lemont背景下YSBR1為供體親本的CSSL群體及利用華粳秈74背景下的單片段代

4、換系開展紋枯病抗性分析，定位新的紋枯病抗性QTL，同時適當開展部分主要農藝性狀控制基因的研究。主要研究結果如下：
　　 1.初步構建了86個代換系，分布于水稻各染色體，其中Chr2、7、8、9、10等5條染色體已經基本覆蓋，其余染色體覆蓋比例不一。田間觀察發(fā)現(xiàn)，多數(shù)代換系在生育特性和主要農藝性狀上趨向輪回親本。
　　 2.抗病親本YSBR1和感病親本Lemont之間分子標記的多態(tài)性較差。試驗共檢測了2381個標記，多態(tài)性

5、比例僅為9.03％，其中Chr3相對較高，達18.97％，Chr11最少，僅有1.51％。分析認為YSBR1偏秈稻，Lemont偏粳(爪哇稻)，都不是典型的秈粳稻，對它們之間多態(tài)性標記的獲得有較大影響。
　　 3.利用48個YSBR1為供體親本的CSSLs對水稻紋枯病抗性QTL進行了初步研究。方差分析和相關分析表明，代換系群體內各株系之間對紋枯病抗性存在極顯著差異，親本間抗性差異極顯著，重復之間極顯著相關。初步分析認為，水稻第2

6、、8、9、12染色體上存在紋枯病抗性相關QTL，其中qSB-2Y-、qSB-12Y-與前人F2群體定位結果位于相同區(qū)間且抗病效果最好，很可能是真實存在的主效抗紋枯病QTL。鑒于各代換系實際代換片段的非唯一性，上述紋枯病抗性QTL的真實性還需進一步純化背景和多重復驗證。
　　 4.引進的華粳秈74為輪回親本的66個SSSLs中，多數(shù)SSSLs的株葉形態(tài)及發(fā)育進程與受體親本華粳秈74相近，有少數(shù)系的生育期和株高與受體親本間存在明顯差

7、異。經兩年紋枯病接種和田間調查，初步鑒定了5個QTLs，其中qSB-11HJX效應最大，其次為qSB-1aHJX。
　　 5.以一個SSSL(編號為P271)與輪回親本華粳秈74雜交，F(xiàn)2分離群體采用復合區(qū)間作圖法作圖，結果表明主效抗性QTL-qSB-11HJX真實存在，位于第11染色體長臂末端分子標記ZY27.49-ZY27.92-11之間(約0.43 Mb，2.5 cM)，加性效應-0.7595，顯性效應0.1872，可解釋