利用水稻重组自交系进行配合力遗传效应分析

摘要

水稻是我国及世界上最重要的粮食作物之一，人们一直在不断改良水稻农艺性状，提高其产量，但大部分农艺性状是数量性状，受多基因控制，且易受环境条件的影响，因此利用传统的育种方法改良这些性状具有很大的难度。分子标记的兴起，QTL定位方法的改进，给数量性状的研究提供了有效手段。
　　 本研究以B5和明恢63建立的水稻重组自交系及中国香稻和明恢63建立的水稻重组自交系为材料，利用分子标记辅助选择分别获得8个含有抗稻飞虱基因（Bph14/Bph15）和恢复基因（RF3/RF4）及9个含有恢复基因（RF3/RF4）恢复系共17个家系和3个野败型细胞质雄性不育系杂交，采用NCⅡ遗传交配设计，分析了9个农艺性状的配合力、遗传力和相关关系。同时，利用中国香稻和明恢63构建的242个重组自交系构建分子标记连锁图谱，利用重组自交系分别与M201S和6303S两个光温敏核不育系测交构建两套测交群体，考察了重组自交系和测交群体生育期、株高、单株有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、单株产量和穗长9个农艺性状的表型值。对重组自交系农艺性状进行配合力分析，同时结合分子标记连锁图，在P<0.05水平下对重组自交系、一般配合力和测交群体农艺性状进行了单标记分析，主要结果如下：
　　 1、对含有抗稻飞虱基因（Bph14/Bph15）和恢复基因（RF3/RF4）恢复系的17个水稻重组自交系进行配合力分析。结果表明：除单株有效穗数外，其它性状一般配合力均达极显著水平，生育期、每穗实粒数和结实率特殊配合力差异达到极显著水平。9个性状以加性效应占主导地位。大多数农艺性状受不育系影响比较大，仅株高和结实率等受恢复系的影响较大。大多数农艺性状的广义遗传力和狭义遗传力均大于60％，仅单株有效穗和单株产量性状的广义遗传力和狭义遗传力小于50％。单株产量一般配合力与单株有效穗数、每穗实粒数和结实率一般配合力呈显著、极显著正相关。生育期、株高、单株有效穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重性状一般配合力与其表型值间的相关达到显著水平或极显著水平。
　　 2、利用重组自交系2007年和2008年两年农艺性状表型值进行QTL定位。不同年份性状检出QTL的数量不同；两年共检测到82个QTLs，其中2007年在9个性状上检测到55个QTLs，2008年在9个性状上共检测到51个QTLs。两年同时检测到的QTLs共有24个：生育期1个、株高4个、单株有效穗数4个、结实率1个、千粒重5个、穗长9个。两年所检测到的QTL效应都比较小，贡献率介于1.68％～14.03％。
　　 3、对重组自交系、两套测交群体及重组自交系农艺性状一般配合力进行QTL定位。M201S/RIL测交群体除每穗实粒数外，其它8个农艺性状共检测到39个QTLs，单个QTL所能解释其相应性状总变异的4.37％～16.99％。6303S/RIL测交群体9个性状共检测到35个QTLs，单个QTL所能解释其相应性状总变异的2.23％～7.71％。重组自交系9个农艺性状一般配合力共检测到37个QTLs，单个QTL所能解释其相应性状一般配合力总变异的6.51％～31.1％。在重组自交系及一般配合力和测交群体中共检测到29个共同QTLs，其中4个QTLs在四个群体中都检测到，有5个QTLs在三个群体中都检测到，有20个QTLs在两个群体中都检测到。不同群体中都存在部分QTL具有遗传多效性，即处在同一位点的QTL同时对多个性状产生作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.配合力的研究

1.1.配合力的研究研究进展

1.2配合力分析的方法

1.3水稻农艺性状的配合力研究

2数量性状的研究

2.1分子数量遗传学的兴起

2.2作图群体

2.3 QTL定位方法

2.4水稻QTL研究进展

3研究的目的和意义

第二章利用水稻重组自交系进行配合力分析

1前言

2材料与方法

2.1材料

2.2田间种植

2.3数据分析

3结果与分析

3.1各性状方差分析和配合力方差分析

3.2各性状一般配合力效应分析

3.2单株产量优于对照的杂交组合

3.3单株产量一般配合力和特殊配合力分析

3.4群体配合力方差和遗传参数估算

3.5亲本主要性状一般配合力的相关分析

3.6各性状一般配合力与其表型值间的相关分析

4讨论

4.1关于一般配合力和特殊配合力

4.2杂交水稻亲本选配中不育系和恢复系的相对重要

4.3杂交水稻产量及其相关性状的遗传力

4.4亲本主要性状一般配合力的相关分析

4.5亲本配合力表现及其评价

第三章不同年份水稻重组自交系农艺性状QTL分析

1前言

2材料与方法

2.1材料

2.2田间种植和性状考察

2.3分子图谱的构建与QTL的检测

3结果与分析

3.1重组自交系群体及其亲本农艺性状表型

3.2重组自交系群体农艺性状相关分析

3.3明恢63/中国香稻RIL农艺性状两年QTL分析

3.4两年RIL群体的QTL定位结果比较

4讨论

4.1 QTL的稳定性

4.2 QTL多效性

第四章重组自交系及测交群体的QTL分析

1前言

2材料与方法

2.1材料

2.2群体设计及技术路线

2.3田间种植和性状考查

2.3数据处理和QTL的检测

3结果与分析

3.1重组自交系农艺性状表型和QTL分析

3.2重组自交系一般配合力分析及QTL定位

3.3测交群体农艺性状QTL分析

3.4重组自交系，一般配合力及测交群体的QTL定位结果比较

4讨论

4.1测交群体与其它试验群体的比较

4.2重组自交系农艺性状及其一般配合力和测交群体QTL定位结果的比较

4.3本研究对水稻产量及其它农艺性状改良的启示

参考文献

致谢