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利用RHL群体精细定位一个控制水稻谷壳硅含量的QTL

作　者: 吴季荣
导　师: 庄杰云
学　校: 扬州大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 水稻(Oryza sativa L.) 谷壳硅含量 QTL 精细定位 RHL群体
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

水稻具有高含量的硅是水稻区别于其它禾本科作物的一个重要特征,而在水稻各组织器官中以谷壳中含量为最高。以往的研究侧重于生理学和土壤肥料学,而对其遗传机理报道较少。本研究利用前期定位结果,构建了一套剩余杂合体(Residual heterozygous line, RHL)衍生群体,开展水稻谷壳硅含量(HUS)QTL(Quantitative trait locus)的精细定位研究。本实验室在前期研究中,以珍汕97B/密阳46重组自交系(Recombinant inbred line, RIL)群体为材料,在第6染色体短臂检测到一个控制水稻谷壳硅含量的QTL(qHUS-6),其贡献率达17.4%。在本研究中,应用来源于612个珍汕97B/密阳46 RIL各1个F7单株的DNA,经SSR(simple sequence repeat)标记筛选,得到一个在第6染色体短臂RM587-RM276之间呈杂合型、在其它基因组区间基本呈纯合型的单株,自交后得到一个由221个株系组成的F2:3群体,应用于qHUS-6的精细定位。主要结果如下:1.2004年冬-2005年春在海南省陵水育种基地种植含有221个株系的完整群体,构建了在RM587和RM276范围内含16个标记的遗传图谱,分株系测定谷壳硅含量,检测到一个控制谷壳硅含量的QTL,最高LOD值位于RM510和RM204之间,距RM510为0.1cM;LOD值为20.4,加性效应为1.88%,显性效应为1.41%,显性度为0.75,表现为正向不完全显性。该QTL位于前期检测到的qHUS-6所处区间,增效等位基因都来自父本密阳46,但对群体的贡献率升至34.9%。2.从221个株系中筛选出105个在16个标记区间内发生重组的株系,构成亚群体,利用完整群体构建的图谱来检测QTL,以进一步验证上述结果。所得结果与完整群体基本一致,最高LOD值位置不变,LOD值为17.1,加性效应为1.97%,增效等位基因来自父本密阳46,显性效应为1.15%,显性度为0.58,表现为正向不完全显性,贡献率升至51.0%。3.根据221个株系的标记基因型检测结果,筛选到10个在RM587和RM510标记座位处呈杂合基因型的株系,每株系取10个单株分别检测RM587和RM510的基因型,筛选到两标记都表现为母本纯合、父本纯合和杂合的三组材料共71株,测定各单株的表现型,进行方差分析;结果表明,三组材料的谷壳硅含量呈极显著差异(P<0.01),说明控制硅含量的QTL与标记RM587和RM510连锁。以各组的表现型平均值为基础计算,其加性效应为0.69%,增效等位基因仍来自父本密阳46,但显性效应为-0.80%,表现为负向完全显性。该结果进一步验证了qHUS-6与RM587和RM510的紧密连锁关系,同时表明该基因的效应可能因环境变异而发生较大的变化。本研究进一步验证了第6染色体短臂上控制水稻谷壳硅含量的QTL,而且随着遗传背景的同质化水平的提高,其效应明显增大,为目标QTL的进一步精细定位和候选基因筛选奠定了基础。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
符号说明  9-10
1 文献综述  10-25
  1.1 作图群体  11-12
    1.1.1 初级群体  11
    1.1.2 次级群体  11-12
  1.2 分子标记  12-16
    1.2.1 以分子杂交为基础的分子标记  12-13
    1.2.2 以PCR 为基础的分子标记  13-16
  1.3 水稻QTL 研究进展  16-21
  1.4 水稻硅的研究  21-24
    1.4.1 水稻对硅的吸收  21-22
    1.4.2 硅在水稻体内的分布  22
    1.4.3 硅对水稻的作用  22-23
    1.4.4 水稻硅的遗传学研究进展  23-24
  1.5 本论文研究内容的提出  24-25
2 材料与方法  25-31
  2.1 群体的构建  25
  2.2 分子标记分析  25-29
    2.2.1 DNA 提取  25-26
    2.2.2 SSR 标记检测  26-29
  2.3 硅含量测定  29
  2.4 数据处理  29-31
3 结果与分析  31-37
  3.1 表型变异  31
  3.2 连锁图谱的构建  31-32
  3.3 QTL 分析  32-37
    3.3.1 完整群体QTL 分析  32-35
    3.3.2 亚群体QTL 分析  35-36
    3.3.3 利用单株进行QTL 分析  36-37
4 结论与讨论  37-41
  4.1 主要结论  37-38
  4.2 讨论  38-39
  4.3 下一步工作设想  39-41
    4.3.1 QTL 进一步精细定位和克隆  39
    4.3.2 分子标记辅助选择  39-41
参考文献  41-50
致谢  50-51
攻读硕士研究生期间发表的论文  51

利用RHL群体精细定位一个控制水稻谷壳硅含量的QTL

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