粳稻穗部性狀遺傳分析和QTL定位及關(guān)聯(lián)作圖.pdf

1、中國的粳稻種植面積701.1萬hm2占全世界粳稻種植面積(1254.2萬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，但產(chǎn)量競爭優(yōu)勢并不明顯。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個家系的重組自交系群體對一次枝梗數(shù)

2、和二次枝梗數(shù)進行了遺傳分離分析。然后以其中254個家系為作圖群體構(gòu)建了粳稻SSR標記連鎖圖譜，并在此圖譜基礎(chǔ)上對粳稻的穗部性狀和劍葉性狀進行了QTL定位。最后利用SSR分子標記對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行穗部性狀和標記的關(guān)聯(lián)分析。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.運用主基因+多基因混合遺傳模型，對2005年和2006年粳稻品種秀水79與C堡及其雜交后代通過一粒傳衍生的重組自交系群體

3、（F7：8和F8∶9，簡稱“秀堡RIL群體”）370個家系的主莖穗一次枝梗數(shù)和二次枝梗數(shù)進行遺傳分析的結(jié)果顯示，一次枝梗數(shù)性狀受兩對連鎖主基因控制，同時存在多基因，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對獨立的主基因控制，同時存在多基因，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SSR引物擴增粳稻品種秀水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個家系(Fi0：11)為作圖群體，用這105對引物進行基因型鑒定，構(gòu)建了粳稻SSR分子標記連鎖圖譜。由91個信息位點構(gòu)成的連鎖圖譜全長969cM，位點間平均圖距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個生長環(huán)境下種植秀堡RIL群體

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

6、％。每穗實粒數(shù)檢測到6個加性位點，解釋表型變異的3％～6％。著粒密度檢測到4個加性位點，解釋表型變異的2％～21％。劍葉長檢測到3個加性位點，解釋表型變異的8％～40％。劍葉寬檢測到5個加性位點，解釋表型變異的4％～16％。劍葉葉面積指數(shù)檢測到5個加性位點，解釋表型變異的0.6％～14％。劍葉卷曲度檢測到9個加性位點，解釋表型變異的2％～9％。(2)在檢測到的所有加性位點中，發(fā)現(xiàn)3個多效性位點同時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個位點均同時控制劍葉長和穩(wěn)長，分別解釋劍葉長表型變異的41％和40％和穗長表型變異的34％和34％。這種多效性現(xiàn)象與劍葉長和穗長的相關(guān)性(r=0.86,P＜0.01)一致。(3)除二次枝梗數(shù)沒有檢測到互作位點外，其它9個性狀共檢測到29對加性×加性互作位點，解釋單個性狀表型變異的1.0％～17.5％。所有檢測到的主效位點和上位性互作位點均不存在基因型與環(huán)境的互作。

8、r>　　 4.利用91個SSR標記對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）的基因組變異進行掃描。分別分析兩個群體的連鎖不平衡位點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)方法對粳稻穗部7個性狀進行標記與性狀的關(guān)聯(lián)分析，并對與性狀關(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