粳稻穗部性狀遺傳分析和QTL定位及關(guān)聯(lián)作圖.pdf

1、中國(guó)的粳稻種植面積701.1萬(wàn)hm2占全世界粳稻種植面積(1254.2萬(wàn)hm2)的一半以上。雜交粳稻年種植面積僅占粳稻種植總面積的3％，與取得巨大成就的雜交秈稻相比，雜交粳稻還有很大的發(fā)展空間。雜交粳稻在抗病蟲等方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但產(chǎn)量競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并不明顯。改良穗部性狀是提高產(chǎn)量的有效途徑。發(fā)掘穗部性狀有利等位變異是改良穗部性狀的基礎(chǔ)。本研究首先利用栽培粳稻品種秀水79和粳稻恢復(fù)系C堡及其衍生的含有370個(gè)家系的重組自交系群體對(duì)一次枝梗數(shù)

2、和二次枝梗數(shù)進(jìn)行了遺傳分離分析。然后以其中254個(gè)家系為作圖群體構(gòu)建了粳稻SSR標(biāo)記連鎖圖譜，并在此圖譜基礎(chǔ)上對(duì)粳稻的穗部性狀和劍葉性狀進(jìn)行了QTL定位。最后利用SSR分子標(biāo)記對(duì)太湖流域粳稻地方品種和現(xiàn)今生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的育成品種組成的粳稻自然群體進(jìn)行穗部性狀和標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.運(yùn)用主基因+多基因混合遺傳模型，對(duì)2005年和2006年粳稻品種秀水79與C堡及其雜交后代通過(guò)一粒傳衍生的重組自交系群體

3、（F7：8和F8∶9，簡(jiǎn)稱“秀堡RIL群體”）370個(gè)家系的主莖穗一次枝梗數(shù)和二次枝梗數(shù)進(jìn)行遺傳分析的結(jié)果顯示，一次枝梗數(shù)性狀受兩對(duì)連鎖主基因控制，同時(shí)存在多基因，主基因遺傳率分別為66％和40％，多基因遺傳率分別為11％和41％;二次枝梗數(shù)性狀受2對(duì)獨(dú)立的主基因控制，同時(shí)存在多基因，主基因遺傳率分別為80％和65％，多基因遺傳率分別為10％和12％。
　　 2.以915對(duì)SSR引物擴(kuò)增粳稻品種秀水79和粳稻恢復(fù)系C堡的總DNA

4、，發(fā)現(xiàn)105對(duì)引物在雙親之間存在多態(tài)性。第1染色體多態(tài)率最小，為7.8％。第7染色體多態(tài)率最大，為16.4％。以秀堡RIL群體中的254個(gè)家系(Fi0：11)為作圖群體，用這105對(duì)引物進(jìn)行基因型鑒定，構(gòu)建了粳稻SSR分子標(biāo)記連鎖圖譜。由91個(gè)信息位點(diǎn)構(gòu)成的連鎖圖譜全長(zhǎng)969cM，位點(diǎn)間平均圖距10.6cM。秀水79總等位基因頻率為0.537，C堡為0.463，符合1：1的分離比例。
　　 3.在2個(gè)生長(zhǎng)環(huán)境下種植秀堡RIL群體

5、254個(gè)家系(Fi0∶11)及其親本，調(diào)查穗部6個(gè)性狀和劍葉4個(gè)性狀。利用上述SSR分子標(biāo)記連鎖圖譜，進(jìn)行加性效應(yīng)位點(diǎn)，加性與加性互作位點(diǎn)對(duì)，以及QTL與環(huán)境互作效應(yīng)的檢測(cè)，結(jié)果(1)10個(gè)性狀共檢測(cè)到53個(gè)加性位點(diǎn)。一次枝梗數(shù)檢測(cè)到5個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的4％～11％。二次枝梗數(shù)檢測(cè)到4個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的2％～16％。穗長(zhǎng)檢測(cè)到6個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的1％～34％。每穗穎花數(shù)檢測(cè)到6個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的2％～11

6、％。每穗實(shí)粒數(shù)檢測(cè)到6個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的3％～6％。著粒密度檢測(cè)到4個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的2％～21％。劍葉長(zhǎng)檢測(cè)到3個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的8％～40％。劍葉寬檢測(cè)到5個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的4％～16％。劍葉葉面積指數(shù)檢測(cè)到5個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的0.6％～14％。劍葉卷曲度檢測(cè)到9個(gè)加性位點(diǎn)，解釋表型變異的2％～9％。(2)在檢測(cè)到的所有加性位點(diǎn)中，發(fā)現(xiàn)3個(gè)多效性位點(diǎn)同時(shí)作用于劍葉性狀和穗部性狀，其中第9染色體

7、分別位于RM6570-RM5652和RM5652-RM410區(qū)段內(nèi)的2個(gè)位點(diǎn)均同時(shí)控制劍葉長(zhǎng)和穩(wěn)長(zhǎng)，分別解釋劍葉長(zhǎng)表型變異的41％和40％和穗長(zhǎng)表型變異的34％和34％。這種多效性現(xiàn)象與劍葉長(zhǎng)和穗長(zhǎng)的相關(guān)性(r=0.86,P＜0.01)一致。(3)除二次枝梗數(shù)沒有檢測(cè)到互作位點(diǎn)外，其它9個(gè)性狀共檢測(cè)到29對(duì)加性×加性互作位點(diǎn)，解釋單個(gè)性狀表型變異的1.0％～17.5％。所有檢測(cè)到的主效位點(diǎn)和上位性互作位點(diǎn)均不存在基因型與環(huán)境的互作。

8、r>　　 4.利用91個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)太湖流域粳稻地方品種核心種質(zhì)(58份代表性材料)及目前生產(chǎn)上大面積推廣的粳稻育成品種（36份代表性材料）的基因組變異進(jìn)行掃描。分別分析兩個(gè)群體的連鎖不平衡位點(diǎn)和其組成自然群體后的群體結(jié)構(gòu)。采用TASSEL軟件的GLM(general linear model)方法對(duì)粳稻穗部7個(gè)性狀進(jìn)行標(biāo)記與性狀的關(guān)聯(lián)分析，并對(duì)與性狀關(guān)聯(lián)的等位變異作解析。結(jié)果(1)地方品種和推廣品種在相同和不同染色體間均存在較高程度