水稻硅含量的遺傳剖析及其與抗倒性和產(chǎn)量的相關(guān)性研究.pdf

1、本文提出了一種簡易的測量水稻硅含量的方法，其主要特點為準確、方便、能批量化測定水稻硅含量。同時，以珍汕97B/密陽46重組自交系群體(RIL)為水稻材料，驗證了該方法的可靠性。從而為后述水稻硅含量QTL(quantitativetraitlocus)的定位，打下了性狀鑒定的方法基礎(chǔ)。 應(yīng)用上述硅測定方法和更新的飽和遺傳圖譜，通過對水稻中硅含量的QTL分析，進行了水稻中硅含量的遺傳學(xué)研究。2003年，244個F8株系及其親本均被種

2、植于中國杭州中國水稻研究所的試驗田，隨機區(qū)組，兩次重復(fù)。測定了該群體各株系的谷殼(HUS)、劍葉(FLS)以及莖稈(STS)中的硅含量?；诤?07個DNA標記的連鎖圖譜，共檢測到10個具有顯著加性效應(yīng)的QTLs和14對顯著的加性x加性互作(AA)。在谷殼、劍葉和莖稈中分別檢測到4個、4個和2個顯著加性效應(yīng)的QTLs，顯著加性x加性互作(AA)分別為4對、4對和6對。加性效應(yīng)和AA互作效應(yīng)對性狀變異的總貢獻率分為：谷殼29.3﹪和18.

3、6﹪，劍葉14.8﹪和13.6﹪，莖稈8.6﹪和28.6﹪。研究結(jié)果表明，主效基因和基因互作在水稻硅含量的遺傳控制中均發(fā)揮了重要的作用。此外，QTLs的互作可能對QTL檢測結(jié)果具有較大影響。 水稻中硅含量與抗倒性的關(guān)系，一直以來存在爭議，為了進一步闡明它們之間的關(guān)系。本文應(yīng)用同一水稻汕汕交組合珍汕97B/密陽46RIL群體及其構(gòu)建的連鎖圖譜，于同一年，對水稻株高和基部Ⅰ、Ⅱ伸長節(jié)間性狀與稻株抗倒伏能力進行相關(guān)分析，并對與稻株抗倒

4、伏能力關(guān)系密切的基部Ⅰ、Ⅱ伸長節(jié)間性狀進行QTL定位，共檢測到加性效應(yīng)QTLs16個、加性×加性互作33對。估算了每個QTL的加性效應(yīng)值和每對加加互作的上位性效應(yīng)值，比較了QTL的基因組分布。在第1染色體短臂和第6染色體短臂等基因組區(qū)域，在相同或相近區(qū)間檢測到控制相關(guān)性狀的多個QTLs，其中以第6染色體短臂RM197-RZ516區(qū)間尤為突出，所檢測到的QTLs影響除第Ⅱ伸長節(jié)間長以外的其余6個性狀。比較上述研究結(jié)果以及前人研究結(jié)果表明，

5、控制硅含量的QTLs與控制產(chǎn)量性狀的QTLs和控制抗倒性有關(guān)的QTLs之間存在明顯的遺傳聯(lián)系。 為了進一步驗證所檢測到的水稻硅含量QTLs的可靠性，并為下一步建立近等基因系確定首選目標區(qū)間，應(yīng)用不同環(huán)境和不同遺傳背景下的谷殼硅含量測定結(jié)果分別檢測QTLs，分析了其基因組位置和效應(yīng)表現(xiàn)的穩(wěn)定性情況。2004年重復(fù)種植2003年的同一套群體，兩年主效應(yīng)QTL的檢測結(jié)果高度一致，共同的QTL有2個，且效應(yīng)較大，未檢測到任何的共有互作基

6、因?qū)Α?004年同時種植另一套由169個株系組成的RIL群體，該群體來源于同一組合，但已事先剔除了遺傳背景中的一部分谷殼硅含量變異。經(jīng)比較，發(fā)現(xiàn)第6染色體短臂上的qHUS-6能在3個試驗中穩(wěn)定檢測到，且效應(yīng)較大。然后比較該QTL與6個產(chǎn)量性狀的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)qHUS-6與qTGWT-6緊密連鎖。而比較前面抗倒性研究，該位點還與控制抗倒性有關(guān)的QTLs之間的存在明顯的遺傳聯(lián)系，通過下一步qHUS-6的精細定位，將有利于進一步揭示水稻中硅含量與