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粳稻一次枝梗角度的遗传分离分析和QTL定位研究

作　者: 孙程
导　师: 洪德林
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 粳稻 重组自交系群体 一次枝梗角度 主基因加多基因 QTL定位
分类号: S511.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


水稻穗部性状与水稻产量性状、品质性状直接相关,是水稻育种研究的重中之重。迄今,水稻穗部相关性状,如穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗粒数、穗角等性状的遗传研究和QTL定位已经有大量报道,并且有不少基因已经被克隆。因为野生稻穗型过于分散,产量低,人类在驯化其成为栽培水稻的过程中,紧凑穗型作为优势性状被人们选择。野生稻枝梗稀、着粒疏；人类驯化的栽培籼稻枝梗和着粒密度都比野生稻加大了,成熟时稻穗弯曲下垂；栽培籼稻向温带扩展到已不适宜生长的地域时,人类通过选择分化出了较耐低温的栽培粳稻,为进一步提高产量,粳稻栽培品种的穗型又从早期的弯曲穗被改良为现在大面积种植的直立穗品种,穗型进一步紧凑。然而,紧密穗型却又导致水稻稻曲病易发,影响水稻产量和稻米品质。近十多年来随着直立穗品种在粳稻种植区的大面积推广,稻曲病发病程度也在逐年加重,特别是在东北粳稻高产区,稻曲病抗性已成为粳稻育种的主要目标。因此,协调水稻穗分散程度,对协调稻米产量和品质及抗性有积极意义。但目前关于水稻穗部分散度相关性状的遗传研究鲜有报道。本实验研究以一次枝梗角度极小的直立穗品种秀水79和一次枝梗角度较大的呈“鸡爪型”的弯曲穗品种C堡及其杂交组合衍生的RIL群体254个家系为研究材料,在两个环境下种植,调查穗轴基部三个节位一次枝梗角度,利用主基因+多基因混合遗传模型初步分析粳稻穗部分散度的遗传方式,进而利用基于多元回归模型的Win QTL Cartographer 2.5软件中的复合区间作图法将控制一次枝梗数性状的位点定位在染色体区段上；再通过基于混合线性模型的QTL Network 2.0软件分析QTL之间的互作以及QTL与环境之间的互作。获得的主要结果如下：1.在秀堡组合中,粳稻一次枝梗角度受2对主基因+多基因控制,主基因遗传率为65.49%(E1)和52.69%(E2),多基因遗传率为2.43%(E1)和32.46%(E2)。2.基于多元回归模型2个环境下共检测到21个控制穗轴基部3个节位一次枝梗角度的QTL。其中位于9号染色体上同一区间的qPBAⅠ9, qPBAⅡ9, qPBAⅢ9和qPBA9在多环境下表现稳定,贡献率为14.44%-30.57%。所有检测到的QTL增大一次枝梗角度的等位基因均来自C堡,除3号染色体上的qPBAⅠ3.1, qPBAⅠ3.2, qPBAⅡ3, qPBAⅢD和qPBA3外。3.基于混合线性模型检测到23个影响粳稻一次枝梗角度的主效QTL,其中qPBA1, qPBA6, qPBA9, qPBAⅠ1, qPBAⅠ3, qPBAⅠ6, qPBAⅠ9, qPBAⅡ1, qPBAⅡ4, qPBAⅡ6, qPBAⅡ9, qPBAⅢ1, qPBAⅢ5和qPBAⅢ9等14个QTL是两种模型都检测的。基于混合线性模型检测到2对加性×加性互作的上位性QTL(E-QTL)。其中RM8105-RM84区段与RM448-RM8277区段互作减小一次枝梗角度；RM164-RM305区段和RM5609-RM5479区段互作增加一次枝梗角度。粳稻一次枝梗角度性状没有检测到QTL与环境的互作效应。4.位于9号染色体RM3700-RM3600区间内的qPBAⅠ9, qPBAⅡ9, qPBAⅢ9和qPBA9,在多个环境和两种模型均被检测到,且贡献率较大,是可靠的主效QTL

全文目录


目录  4-6摘要  6-8ABSTRACT  8-10缩略语  10-11第一章 文献综述  11-23  1 水稻穗型性状的研究进展  11-12  2 数量性状遗传分离分析方法  12-15    2.1 遗传分离分析方法的发展  12-13    2.2 主基因+多基因遗传模型分离分析法  13-15  3 数量性状研究进展  15-20    3.1 分子标记  15-17    3.2 作图群体  17-18    3.3 QTL作图主要方法  18-20  4 水稻穗部QTL研究进展  20-21    4.1 穗部与产量和品质的相关性状的QTL研究  20    4.2 穗角性状的QTL研究  20-21  5 本研究目的意义  21-23第二章 材料与方法  23-27  1 供试材料  23-24  2 连锁图谱  24  3 田间种植  24-25  4 性状考察  25-26  5 数据分析及QTL定位  26-27第三章 结果与分析  27-41  1 粳稻穗轴基部3个节位一次枝梗角度在2个环境中亲本间的差异和RIL群体中的变异  27-29  2 2个环境下穗轴基部3个节位一次枝梗平均角度(PBA)的遗传分离分析  29-33  3 基于多元回归模型的粳稻一次枝梗角度QTL定位  33-36    3.1 穗轴基部第一节位一次枝梗角度(PBAⅠ)QTL定位  33    3.2 穗轴第二节位一次枝梗角度(PBAⅡ)QTL定位  33-34    3.3 穗轴第三节位一次枝梗角度(PBAⅢ)QTL定位  34-35    3.4 穗轴三个节位平均的一次枝梗角度QTL  35    3.5 三个穗轴节均检测到的控制一次枝梗角度QTL  35-36  4 基于混合线性模型的穗轴基部3个节位一次枝梗角度QTL定位  36-41    4.1 穗轴基部第一节位一次枝梗角度(PBAⅠ)QTL定位  36    4.2 穗轴基部第二节位一次枝梗角度(PBAⅡ)QTL定位  36-37    4.3 穗轴基部第三节位一次枝梗角度(PBAⅢ)QTL定位  37    4.4 穗轴基部三个节位一次枝梗角度性状(PBAⅠ,PBAⅡ和PBAⅢ)上位性QTL  37-38    4.5 穗轴三个节位平均的一次枝梗角度(PBA)QTL  38-39    4.6 穗轴三个节位平均的一次枝梗角度(PBA)上位性QTL  39-41第四章 讨论与结论  41-45  1 讨论  41-43    1.1 同一稻穗不同穗轴节位一次枝梗角度的差异  41    1.2 遗传分离分析的结果  41    1.3 基于多元回归模型定位结果  41-42    1.4 基于混合线性模型定位结果  42    1.5 在RM3700-RM6570区段检测到的其他性状QTL  42-43  2 结论  43-45参考文献  45-49附录  49-77致谢  77-79攻读硕士期间发表的科研论文  79

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻 > 按米的粘性分 > 粳稻
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