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稻米中8种矿质元素含量的QTL定位

作　者: 刘杰
导　师: 朱智伟
学　校: 中国农业科学院
专　业: 农产品质量与食品安全
关键词: 矿质元素 数量性状座位 精细定位 候选基因分析
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


水稻中的矿质元素不仅在水稻自身的生长发育过程中起着重要作用,稻米中矿质营养元素和重金属等毒性元素的含量,也与人类的健康密切相关。因此探究水稻矿质元素含量的形成机制和遗传机理,从而改良稻米的品质,具有非常重要的意义。本研究中,我们以水稻籼籼交组合珍汕97B/密阳46的重组自交系(RIL)群体为材料,应用覆盖整个基因组的遗传连锁图,检测控制稻米矿质元素含量的QTL,进而针对检测到最多QTL的第6染色体短臂RM190-RM225区间,构建异质区间交迭的5套近等基因系,验证和分解控制稻米矿质元素的QTL,得到以下结果:1.采用ICP-AES法,对重组自交系群体233个株系的8种矿质元素含量进行测定,应用包含256个DNA标记、覆盖水稻12条染色体1814.17cM的连锁图谱,通过Windows QTL Cartographer 2.5检测,在第1、3、5、6、10和11染色体上,共检测到20个控制矿质元素含量的QTL,它们对表型变异的贡献率范围在4.2%~11.8%,其中qCa5、qMn1.2、qMn11、qZn11的增效等位基因来自母本珍汕97B,其余QTL的增效等位基因来自父本密阳46。2.以前期建立的珍汕97B/密阳46剩余杂合体衍生群体为材料,筛选出在RM190-RM225区间部分区段呈杂合的5个不同单株,其杂合区段分别为RM4923-RM19410、RM510-RM19407、RM19407-RM3414、RM19410-Si2950和Si2944-RM204。各单株自交后分别挑选出20个非重组材料,包括10个母本型纯合子和10个父本型纯合子,构成5套近等基因系。测定5套材料矿质元素含量,通过SAS分析不同基因型之间的差异显著性,最终将1个控制铁元素的QTL界定在466.6kb的范围内,将控制其他7种元素含量的QTL界定在30.4-50.0 kb的范围内。3.在qMg6、qMn6、qK6、qP6定位区间内,搜索到9个候选基因,包括了编码3个未知蛋白和6个已知蛋白的基因。已知蛋白的功能注释如下:LOC_Os06g06300和LOC_Os06g06320是2个编码磷脂酰乙醇胺结合蛋白的基因;LOC_Os06g06340是1个编码与脂类转运相关蛋白的基因;LOC_Os06g06350是编码1个单磷酸腺苷结合酶类的基因;LOC_Os06g06360是编码1个WRKY DNA结合结构域蛋白的基因;LOC_Os06g06380编码1个NBS-LRR类抗病蛋白的基因。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章 引言  11-19
  1.1 矿质元素在稻米中的含量及分布  11-12
    1.1.1 不同矿质元素在稻米中的含量差异  11-12
    1.1.2 水稻籽粒不同部位矿质元素含量及差异  12
  1.2 水稻矿质元素的生理作用  12-14
    1.2.1 矿质元素对稻米品质的影响  12
    1.2.2 矿质元素对人体健康的影响  12-14
  1.3 矿质元素的遗传研究  14-15
    1.3.1 矿质元素耐受性的遗传研究  14
    1.3.2 矿质元素吸收、转运的遗传研究  14-15
    1.3.3 矿质元素含量的遗传研究  15
  1.4 数量性状座位（QTL）及其研究方法  15-19
    1.4.1 QTL 的初级定位  15-16
    1.4.2 QTL 的精细定位  16
    1.4.3 QTL 定位方法  16-19
第二章 水稻矿质元素含量 QTL 的定位  19-30
  2.1 材料与仪器  19
    2.1.1 供试材料  19
    2.1.2 实验仪器  19
  2.2 试验方法  19-22
    2.2.1 前处理方法  19-20
    2.2.2 上机测定  20-21
    2.2.3 数据处理  21-22
  2.3 结果与分析  22-28
    2.3.1 RIL 群体及亲本各性状表现  22-23
    2.3.2 RIL 群体各性状的相关分析  23-24
    2.3.3 QTL 分析  24-28
  2.4 讨论  28-30
第三章 水稻第6 染色体短臂矿质元素含量 QTL 的验证与分解  30-45
  3.1 材料与方法  30-31
    3.1.1 供试材料  30-31
    3.1.2 试验仪器及方法  31
    3.1.3 数据处理  31
  3.2 结果与分析  31-44
    3.2.1 近等基因系的表型分布  31-40
    3.2.2 矿质元素 QTL 的精细定位  40-43
    3.2.3 候选基因分析  43-44
  3.3 讨论  44-45
第四章 全文结论和展望  45-47
  4.1 结论  45
    4.1.1 矿质元素QTL 初定位结果  45
    4.1.2 矿质元素 QTL 精细定位结果  45
  4.2 展望  45-47
参考文献  47-52
致谢  52-53
作者简历  53

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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