利用水稻染色体片段代换系定位育性耐热性和抽穗期相关QTLs

作     者：洪燃 

作者单位：扬州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘巧泉

授予年度：2016年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：水稻 染色体片段代换系 耐热指数 抽穗期 QTL和基因定位 

摘      要：水稻是世界上最重要的三大禾谷类粮食作物之一,是地球上一半以上的人口赖以生存的食物。水稻也是我国的第一大粮食作物,我国每年的水稻种植面积大约占全国粮食作物种植面积的三分之一左右。近几十年来,为了满足日益增长的人口需求,不断提高水稻产量与品质就成了一个重大的任务。然而这些有关水稻产量与品质的农艺性状大多都是数量性状,用常规群体来定位较为困难。而水稻染色体片段代换系群体受遗传背景影响较小,被研究者们普遍认为是进行数量性状位点研究的优良材料之一。本实验室前期构建了一套以粳稻品种日本晴为受体,籼稻品种9311为供体的染色体片段代换系群体,并依托该套材料进行了一些重要农艺性状的定位研究。本研究对该套材料进行了较长代换片段的缩短,并且在此基础上对水稻育性耐热性QTL进行了定位分析;此外还对前期初步定位的一个生育期QTL进行了精细定位及效应分析。研究获得的主要结果如下：1、染色体片段代换系材料中较长代换片段缩短。本研究依托的是一套水稻染色体片段代换系材料,我们先前对该套代换系材料进行了部分长片段的缩短。2、利用水稻染色体片段代换系群体定位水稻育性耐热性QTLs。水稻抽穗期前后的高温会显著的影响水稻的结实率从而降低其田间产量。因此发掘并利用一些水稻育性耐热性QTL对保证水稻产量,降低高温热害带来的减产效应显得十分重要。本研究利用一套水稻染色体片段代换系材料,结合2013年扬州的田间自然高温条件和2012年的田间正常温度条件,以两年结实率之差除以正常温度年份结实率作为耐热指数。并将该指数作为评判水稻育性耐热性的标准,利用软件进行初步的基因定位。共定位到3个具有主要效应的耐热性QTLs,分布于2,4,12三条染色体上,其中位于12号染色体上的是一个耐热性QTL,其他两个是不耐热性QTL,这些成果为后续的基因精细定位及实践应用提供了材料支撑和前期的工作准备。3、一个有关抽穗期基因的定位及其效应分析。抽穗期是水稻最重要的农艺性状之一,也是多基因控制的数量性状。本实验在构建染色体片段代换系的过程中发现一个代换系N22与轮回亲本日本晴相比抽穗期显著的提前,初步定位的结果显示在N22的第八号染色体上携带一个QTL位点qHD8.2。本研究对该QTL位点进行了进一步的研究,将其定位在460k的范围内,并结合前人研究将该基因进行了测序比对,发现该基因有一个编码区序列的碱基突变从而导致了该基因的功能缺失。随后我们也在长日照和短日照条件下对该基因以及其下游相关基因进行了RT-PCR的分析,初步阐明了其遗传机理及表达情况。