水稻每穗穎花數的遺傳基礎剖析及其主效QTLs精細定位.pdf

1、每穗穎花數是水稻產量性狀的重要構成因子，因此，研究該性狀具有重要理論和實際意義。然而，該性狀是復雜的數量性狀，同時受到多個微效和主效的QTL調控。利用分子標記連鎖圖和統(tǒng)計分析方法，可以實現QTL的定位。進一步的研究表明，水稻每穗穎花數同時受到QTL，上位性和環(huán)境的共同影響。通過構建目標區(qū)段QTL的近等基因系，可以消除遺傳背景的干擾，使數量性狀呈現質量性狀的分離，從而實現QTL的精細定位和克隆。本研究利用兩個重組自交系群體珍汕97/特青和

2、明恢63/特青構建兩張遺傳圖譜，分別收集兩群體的兩年度重復的表型數據，對包括每穗穎花數和每穗實粒數在內的一共9個農藝性狀進行QTL定位，對兩群體的6個每穗穎花數QTL和2個每穗實粒數構建近等基因系，進而近等基因系背景下重新分析了4個QTL的遺傳效應，精細定位了3個QTL，利用圖位克隆策略，分離確定了SPP7b的候選基因。具體結果如下：
　　 1、利用176個SSR標記構建珍汕97/特青的遺傳圖譜，總長1432.1 cM，標記間的

3、平均距離為8.1 cM；利用133個標記構建了明恢63/特青群體，遺傳連鎖圖總長1371.4 cM，標記間的平均距離為10.3 cM。兩群體共有的標記為50對，標記的相對位置基本相同，且與已發(fā)表的圖譜有較好的一致性。
　　 2、對兩個群體分別收集了兩個年度的表型數據，考察了包括每穗穎花數和每穗實粒數等的一共9個性狀，并進行了QTL分析。珍汕97/特青群體在2004和2006年各檢測到26個QTL，其中13個QTL兩年共同檢測到。

4、而明恢63/特青群體分別在2005和2006年共檢測到24和28個QTL，其中13個QTL兩年都檢測到。
　　 3、利用每穗實粒數和抽穗期數據，對兩重組自交系群體的的每穗實粒數性狀進行條件QTL分析。結果顯示，在珍汕97/特青群體的8個QTL中的5個受到抽穗期的影響，而剩下的3個QTL以及所有明恢63/特青群體的5個QTL都不受抽穗期的影響。進而將每穗實粒數QTL分為兩類，第一類僅控制每穗實粒數性狀（typeⅠ），第二類則通過延

5、長抽穗期來提高每穗實粒數（typeⅡ）。
　　 4、對6個每穗穎花數QTL，2個每穗實粒數QTL構建近等基因系。分別得到了BC4F2的分離群體種子。
　　 5、對SPP3b在近等基因系背景下重新估計了其遺傳效應，在F2和F3代中分別檢測到一個LOD值是12.8和8.8的QTL，加性效應分別是11.89和7.85，分別解釋表型變異的29.1％和20.2％。同時也在該群體中檢測到一個千粒重的QTL，F2和F3代的LOD值分別

6、是26.2和17.0，加性效應分別是-1.81和-0.89，各自解釋表型變異的50.4％和34.5％。通過后代測驗發(fā)現這兩個性狀共分離，兩基因被當作基因標記準確的定位在染色體相同的位置，與標記RM15855和W3D16分別相距1.6 cM和1.0 cM。很有可能是一個多效性QTL同時控制每穗穎花數和千粒重。
　　 6、利用SPP1近等基因系分析該QTL的遺傳效應，在F2和F3代中分別檢測到一個LOD值是23.95和35.52的Q

7、TL，加性效應分別是22.05和10.81，分別解釋表型變異的51.1％和63.4％。利用2200株的分離群體，進一步將QTL精細定位在一個107 kb的區(qū)域，生物信息學預測該區(qū)間一共有17個基因。
　　 7、利用SPP6的NILs分析QTL的效應，發(fā)現三個性狀，抽穗期，株高，每穗穎花數都存在分離。在F2代中，株高，每穗穎花數性狀的OTL LOD值分別是72.58，29.96，加性效應分別是7.72，22.14，解釋表型變異的8

8、1.2％，50.9％。通過后代測驗發(fā)現抽穗期，株高，每穗穎花數3個性狀共分離，進一步把這個基因作為一個基因標記定位在染色體相同的座位，與RM19746和RM19795的距離分別是3.1和3.4 cM。SPP6很有可能是一個多效性QTL同時控制這3個性狀。利用3300株的NILs的分離大群體，進一步將該QTL定位在一個約1 Mb的區(qū)域。生物信息學預測1 Mb的區(qū)域包含一個己克隆的抽穗期基因Hd1，然而Hd1與SPP6的顯隱性關系恰好相反，

9、因此可以確定SPP6并不是Hd1基因。
　　 8、利用SPP7b的NILs重新分析了QTL的遺傳效應，發(fā)現在該群體中，株高，抽穗期和每穗穎花數都存在分離。在F2和F3代分別檢測到LOD值為19.22和29.68的主效QTL，加性效應分別為18.86和17.04，解釋表型變異的45.3％和50.6％的每穗穎花數的QTL。就株高，在兩代中分別檢測到QTL的LOD值分別為24.73和24.37，加性效應3.13和3.22，各自解釋表型

10、變異的50.2％和45.0％。抽穗期的LOD值分別為59.33和30.83，加性效應3.91和3.52，各自解釋表型變異的76.9％和51.5％。利用8018株的大分離群體，發(fā)現三個性狀共分離，進一步將其定位在19 kb的區(qū)域。生物信息學預測里面包含兩個完整的基因和一個部分的基因。比較測序確定其中的Loc Os07g48989是SPP7b的候選基因。RT-PCR結果顯示，該候選基因確實存在轉錄本，因此進一步確證了該基因的真實存在。通過篩