长雄蕊野生稻遗传图谱的构建及主要农艺性状QTLs定位

摘要

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球半数以上的人口以稻米为主食。起源于非洲的长雄蕊野生稻（Oryza longistaminata），与常规亚洲栽培稻（Oryza sativa L.，简称栽培稻）同属于稻属AA染色体组，在长期的进化过程中形成了许多优良的农艺性状，是一种丰富的天然基因库，是水稻育种的重要种质资源。
　　本研究以籼稻品种黄华占为母本、长雄蕊野生稻为父本进行有性杂交，结合胚拯救技术，获得种间杂种F1。F1经过自交获得了F2分离群体，在海南陵水和江苏扬州两种环境下，利用该群体对水稻株高等5个农艺性状进行QTLs初步定位。研究结果如下:
　　1.通过胚拯救，本研究获得了黄华占与长雄蕊野生稻的种间杂种F1共13株，授粉成功率为41.93％，可交配性为20.97％。通过F1套袋自交，进一步获得了由156个单株组成的F2分离群体。
　　2.杂种F1在剑叶长、剑叶宽、倒二叶长、倒二叶宽、每穗粒数和分蘖力等农艺性状上表现出明显的杂种优势，株高和穗部性状明显偏向于父本长雄蕊野生稻。
　　3.根据籼粳稻序列比对筛选了593个SSR标记，在双亲间具有多态性分子标记有254个，多态性频率为42.83％;在染色体组标记覆盖度较为稀疏的区域补充设计和开发了98个长雄蕊野生稻特异性Indel标记，在双亲间具有多态性的分子标记有44个，多态性频率为44.90％。从这些多态性标记中选用175个分子标记构建了覆盖长雄蕊野生稻12条染色体的分子连锁图谱，该图谱总长2104.28cM，标记之间的平均距离为12.02cM
　　4.对F2分离群体的株高、穗长、剑叶长、剑叶宽以及剑叶面积5个农艺性状进行调查和统计分析，表明所有性状都表现为双向的超亲分离，且呈现连续的正态分布，表明了这些性状均是由多基因控制的数量性状。
　　5.在两种环境下共检测到了6个株高的QTLs，分别分布在水稻的第1、3和4号染色体上。这些株高的QTLs贡献率介于5.61％-11.07％之间，加性效应介于9.42-21.88之间。
　　6.在两种环境下共检测到了9个控制穗长的QTLs，分别分布在水稻的第1、3、6、8、9、10和11号染色体上。这些穗长的QTLs贡献率在4.86％-11.74％之间，加性效应介于-2.15-3.30之间。
　　7.在两种不同环境下共检测到了22个控制水稻剑叶性状的QTLs，分别分布在除了水稻第4、5和10号染色体之外的9条染色体上。其中检测到7个控制剑叶长的QTLs，贡献率介于3.42％-11.85％之间，加性效应介于-5.42-5.08之间;共检测到7个控制剑叶宽的QTLs，贡献率介于3.35％-14.06％，加性效应介于-0.17-0.12之间;检测到8个控制剑叶面积的QTLs，贡献率介于1.91％-16.12％，加性效应介于-7.78-6.54。

目录

摘要

符号说明

1 文献综述

1．1 前言

1．2 长雄蕊野生稻的研究及应用进展

1．2．1 野生稻资源研究概述

1．2．2 长雄蕊野生稻的研究进展

1．3 分子标记与QTL分析原理

1．3．1 分子标记的发展和类型

1．3．2 QTL定位的原理与应用

1．4 本研究的目的和意义

2 材料与方法

2．1 材料与设备

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验主要试剂

2．1．3 实验主要设备

2．2 实验方法

2．2．1 种间杂种F1的获得

2．2．2 分离群体的构建

2．2．3 多态性分子标记筛选

2．2．4 农艺性状的调查统计

2．2．5 数据的处理分析

2．2．6 遗传图谱的构建

2．2．7 QTL的命名原则

3 结果与分析

3．1 多态性分子标记的筛选

3．2 种间杂种F1的获得与鉴定

3．2．1 种间杂种F1的获得

3．1．2 种间杂种F1的形态表现

2．1．3 种间杂种的分子标记鉴定

3．3 分离群体性状分析

3．3．1 亲本与分离群体性状表现及遗传分析

3．3．2 性状问相关性分析

3．4 遗传图谱的构建与分析

3．4．1 分子连锁图谱的构建

3．4．2 遗传距离与物理距离的比较分析

3．5 水稻主要农艺性状QTL定位结果

3．5．1 水稻株高QTLs的定位结果

3．5．2 水稻穗长QTLs的定位结果

3．5．3 水稻剑叶性状QTLs的定位结果

4 小结与讨论

4．1 实验小结

4．2 实验讨论

4．2．1 长雄蕊野生稻与亚洲栽培稻的种间杂交

4．2．2 遗传距离与物理距离的比较分析

4．2．3 水稻株高QTLs的定位以及与前人定位结果的比较

4．2．4 水稻穗长QTLs的定位以及与前人定位结果的比较

4．2．5 水稻剑叶性状QTLs的定位以及与前人定位结果的比较

4．3 前景与展望

参考文献

致谢

声明