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水稻染色体片段替换系群体的构建和最长根长qtl及轮生枝梗基因的定位分析

水稻染色体片段替换系群体的构建和最长根长QTL及轮生枝梗基因的...

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作者：罗继景华东师范大学

学位级别：硕士

水稻(Oryza sativa L.)是一种重要的粮食作物,水稻的大多数性状为多基因控制的数量性状,将数量性状基因座(quantitative trait loci,qtl)剖分为单个孟德尔因子进行研究,对了解水稻的生长发育机制及改良水稻品质、增强水稻的抗逆性等方... 详细信息

水稻(Oryza sativa L.)是一种重要的粮食作物,水稻的大多数性状为多基因控制的数量性状,将数量性状基因座(quantitative trait loci,qtl)剖分为单个孟德尔因子进行研究,对了解水稻的生长发育机制及改良水稻品质、增强水稻的抗逆性等方面具有重要的意义。如何将数量性状基因座(quantitative trait loci,qtl)剖分为单个孟德尔因子,一个重要的策略就是构建染色体片段替换系(chromosome segment substitution lines,CSSL),CSSL消除了遗传背景的干扰,是用于qtl分析的一种重要实验材料。本实验以非洲稻(Oryza glaberrima Steud)为供体亲本,以95-22(Oryza sativa L.)为轮回亲本,通过回交及分子标记辅助选择(maker assisted selection,MAS)构建染色体片段替换系,并选用其中的88个染色体片段替换系对水稻最长根长(maximum root length,Mrl)qtl及轮生枝梗(whorled primary branch,Wpb)基因进行初步定位和精细定位。主要获得以下实验结果:1. 用DNA分子标记对两亲本之间的多态性进行检测,经过检测,其中有118个标记具有明显多态性,这118个标记覆盖了水稻的整个基因组,整个图谱总长度为1531. 1 cM,标记平均间距为14. 44 cM。2. 构建了187个以95-22为遗传背景的替换系群体,由于还有些区段缺失供体亲本的染色体片段,所以这个替换系群体的导入片段没有完全覆盖水稻整个基因组,还有158. 81 cM区段未覆盖,覆盖率为89. 62%。3. 利用88个染色体片段替换系对水稻的最长根长qtl及轮生枝梗基因进行了定位,在2,4,9,10号染色体各定位到了1个最长根长qtl,在7号染色体上定位到2个qtl。另外在4号染色体上定位到了一个控制轮生枝梗的基因。4. 在精细定位过程中,在2号和10号染色体上各发现了1个新的最长根长qtl,对位于2号染色体最长根长qtl Mr12和位于4号染色体轮生枝梗基因Wpb4进行精细定位,在存在qtl或基因的2个标记间寻找更多的具有多态性的标记建立饱和连锁图谱,继续进行下一步的精细定位。

关键词：水稻染色体片段替换系最长根长轮生枝梗 qtl和基因定位精细定位

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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

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

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作者：洪燃扬州大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：水稻染色体片段代换系耐热指数抽穗期 qtl和基因定位

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