稻米品質性狀QTL的定位及標記輔助選擇改良明恢63品質.pdf

1、水稻是我國及亞洲很多國家人民的主要糧食作物。稻米品質的遺傳改良是當前水稻育種的重要目標。稻米品質性狀主要分為加工品質、外觀品質、蒸煮食味品質和營養(yǎng)品質。由于稻米品質一般為多基因控制的數(shù)量性狀，且易受環(huán)境條件的影響，分子改良手段往往是達到改良性狀最有效的甚至是唯一可行的辦法。而前提是準確定位相關性狀的QTL，本研究利用明恢63×中國香稻構建的重組自交系群體（Recombination inbred lines，RIL，s）定位控制部分稻米

2、品質性狀的QTL。并且設計開發(fā)基因功能性標記用于標記輔助選擇育種。主要結果如下：
　　 1、初步構建明恢63×中國香稻重組自交系的分子標記遺傳連鎖圖。主要使用的是已經發(fā)表的SSR標記，結果表明親本SSR多態(tài)性很低，并且分布不夠均勻。
　　 2、利用該群體研究了千粒重和籽粒形狀的之間的關系。千粒重與粒長、粒寬兩個粒型性狀呈顯著正相關。但是粒長和粒寬兩個性狀在群體中也呈顯著正相關，與前人報道的粒長和粒寬往往互相抑制的結論略有

3、不同。這說明不同的群體其粒型的遺傳基礎是有差異的。對粒型的三個性狀粒長、粒寬和長寬比的QTL定位結果沒有發(fā)現(xiàn)效應值很大的QTL，結合t-測驗的結果，親本和群體在三個性狀上均沒有顯著差異。
　　 3、利用該群體研究了心白率、直鏈淀粉含量、糊化溫度和膠稠度四個性狀的遺傳基礎。相關性分析表明，這4個性狀的相關性在不同的環(huán)境中變化較大。QTL分析結果表明，心白率確實是一個受到多基因共同作用且受環(huán)境影響較大的復雜遺傳系統(tǒng)。關于蒸煮食味方面

4、，本群體在屏蔽了Wx基因的效應后，發(fā)現(xiàn)αlk位點成為唯一一個效應值超過50％的位點，同時也發(fā)現(xiàn)了很多效應值較小的位點。相比較過去的報道，Wx基因屏蔽后確實可以產生使微效位點效應值上升的作用。綜合考慮本研究所涉及的心白率、直鏈淀粉含量、糊化溫度（以堿消值表示）和膠稠度四個性狀，共掃描到了19個相關QTL位點，分布在除第4、第10染色體以外的其余10條染色體上，其中有9個QTL在兩年都被檢測到，占總數(shù)的47％以上。這中間除了αlk位點的效應

5、值超過了50％，其余8個QTL對表型的貢獻率均不到20％。這一結果說明了微效QTL也可以有很高的遺傳穩(wěn)定性，其產物可能是參與性狀形成代謝途徑的必需酶類，對這些QTL的深入研究將有助于闡明相關品質性狀的遺傳機理。綜合前人報道可以發(fā)現(xiàn)，在心白率、直鏈淀粉含量、糊化溫度和膠稠度四個性狀的QTL定位方面，除了已經被克隆的Wx基因和αlk基因，其余的微效QTL幾乎都不具有在兩個不同環(huán)境下都被檢測到的可能性，也就是說，這些微效OTL的遺傳穩(wěn)定性很低

6、。而本試驗與上述結論有所差異，能夠檢測到一些穩(wěn)定的微效QTL，究其原因本文認為，一方面是因為香稻中確實存在一些我們未知的基因資源；另一方面，這也與群體獨特的遺傳和表型結構使其能夠屏蔽很多表型和基因水平上的干擾有很大的關系。
　　 4、本論文的第二個方面是利用分子標記輔助選擇體系（Marker-assisted selection． MAS）改良恢復系明恢63的稻米品質性狀，主要是基于已經被克隆的糊化溫度控制基因αlk和香味基因f

7、gr的編碼區(qū)序列設計開發(fā)基因功能性標記，在回交育種進程中結合分子標記輔助選擇方法出篩選兩位點純合的陽性單株。具體過程是：首先從重組自交系中篩選出αlk和fgr兩位點的純合家系；再將這些家系以明恢63為輪回親本回交兩代，每一代結合分子標記輔助手段選擇出上述兩位點雜和的單株；產生的BC1F1代群體經過一代自交選擇出兩位點純合的單株組成BC1F2代種子：由于兩基因均為隱性純合有功能，所以將這些種子再繁殖成植株考察田間香味表型以及稻米的外觀和蒸