水稻产量相关性状的QTL分析和籽粒酚反应基因qPH4-3的精细定位
作者单位：扬州大学
学位级别：硕士
导师姓名：徐明良
授予年度：2004年
摘 要：水稻是我国栽培面积最多、总产量最高的粮食作物，长期以来，我国一直重视水稻的产量，坚持把产量育种放在第一位。随着分子生物技术的发展和QTL定位方法的改进，人们对控制水稻产量、品质和抗逆性等重要农艺性状的QTL进行了大量的研究。然而，对控制这些性状的QTL的精细定位和QTL之间的互作效应研究得还不够，远远不能满足分子标记辅助育种和基因克隆的需要。随着国际水稻基因组计划的完成和水稻全基因组序列的公布，我们可以利用这些序列信息发展新的分子标记，用来饱和目标QTL所在的区段，从而实现对QTL的精细定位。同时，利用紧密连锁的分子标记，对单个或多个数量性状进行综合选择，从而极大地提高性状选择的效率和准确性，减少了育种过程的盲目性和随机性。 本实验利用巴利拉／南京11构建的籼粳交加倍单倍体(DH，double haploid)群体，运用作图软件Joinmap 3.0构建了一张含有137个分子标记的水稻连锁图。其中含有10个STS标记，23个CAPS标记和104个SSR标记，覆盖的遗传距离为1429.2cM，标记间的平均距离为10.43cM。同时，利用基因定位软件QTLmapper1.0对控制水稻产量相关的9个性状的QTL进行了定位和分析，并估算了每个QTL在染色体上的位置及其遗传效应等。本研究的主要结果如下： 1．本实验考察了9个产量相关性状，分别为每穗实粒数，每穗颖花数，结实率，穗长，穗密度，千粒重，有效穗数，花粉育性和苯酚反应。在9个性状中，除千粒重和穗密度在双亲间无显著差异外，其它各性状在双亲中差异明显。DH群体中除籽粒苯酚反应外，其余各性状均表现为连续变异，并表现出超亲优势，呈现数量性状的特点。 2．本实验以混合线性模型为基础，运用QTLmapper 1.0在DH群体中进行了QTL定位和分析。分析结果表明：(1)在加性效应和上位性效应中，不同QTL的贡献率、 效应值和作用方式存在多种变异。不同QTL的贡献率差异较大，变幅在3.19%~ 47.吐8%之间。(2)在所定位的QTL中，既有仅表现为加性效应或上位性效应的，也 有同时表现这两种效应的QTL。(3)有些QTL只与另一个QTL发生上位性效应，而 有些Q’l’L可能与其它两个Q’rL之间发生一对二的互作效应，即形成两个上位性效 应。反映了控制产量性状基因的复杂性。 3.从木研究的定位结果来看，在父母本中都发现了控制同一性状的增效QTL， 在Dll群体中也找到了比亲木更具优势的株系。说明控制同一性状的所有增效QTL 是分散在两个亲木中的，如果通过分子标记辅助育种，把两个亲本的有利基因聚合 到同一个植株，可能会产生超亲的优良株系。 4.研究结果表明，控制同一性状的多个Q’l，L，有些被定位到同一条染色体上 的相邻区间内;另外，有些性状相关的QTL的位置往往集中在染色体上相同或相 近的区域，呈现出成簇分布。这种相关性状QTL的分布模式目前还难以断定主要 是缘于墓因的多效性，还是缘于基因的紧密连锁。与其它学者的研究结果进行比 较，贡献率较大的QrI’IJ在不同群体中大多被定位在染色休的相近区域，一说明这些 QTIJ在不同环境中能够稳定表达。 5.在初步定位的基础上对控制籽粒酚反应的基因qPH4一3进行精细定位。根 据qPH4一3所在区域的基因组序列设计引物，利用BC，大分离群体，最后将qPH4一3 定位在水稻第4号染色体长臂分子标记RM56ll与F17之间，物理距离为533Kb。 这一结果为分子标记辅助选择育种和基因克隆奠定了基础。
同方学位论文库