水稻千粒重的遗传相关分析和定位克隆研究

摘要

Ⅰ籽粒长度不仅与水稻产量因子—千粒重—关系密切，同时也是稻米外观品质的重要的决定因素。对其主效基因的克隆有利于在分子水平上更深入探讨该性状形成的生理机理和机制，达到对产量和品质的合理调控作用。本文通过运用遗传分析、精细定位和图位克隆等方法对一个控制水稻粒长的主效基因(命名为lk-4(t))进行了研究。取得的主要结果如下： 1.通过利用35个在亲本间表现多态性的SSR标记和11个RAPD标记对蜀恢527的小籽粒近等基因系的背景分析，发现近等基因系在这些标记位点上小籽粒供体亲本基因型频率分别为0.0086和0.0091。该结果表明，在近等基因系的创建过程中，小粒材料的遗传背景基本被清除，近等基因系的遗传背景非常接近于蜀恢527。 2.通过对lk-4(t)基因的近等基因系BC5F1和蜀恢527的颖果灌浆动态分析和光合速率比较分析，结果表明，短粒类型在开花9天以后，颖果生长受到了抑制，到花后15天左右，几乎完全停止了增重。而两种粒型的光合速率在灌浆中期(约在花后15天左右)，短粒粒型的光合性能明显低于长粒粒型。 3.通过对蜀恢527/小粒F2代和BC2F2代群体的性状考察统计，遗传分析结果表明该群体中只存在贡献率高的一对主效基因(分离群体中的分离比符合3：1)，并且通过回交构建近等基因系，可以将群体中大部分与主效基因lk-4(t)无关的籽粒性状变异除去，利于观察目的基因的遗传效应和对群体中目的表型的准确鉴定。 4.粒长主效基因lk-4(t)对其它与产量有关的农艺性状的影响主要表现在对千粒重、谷草比、结实率等三个性状上，粒长与千粒重、谷草比呈极显著正相关，与结实率呈极显著负相关。 5.对基因lk-4(t)进行了分子标记精细定位。结果表明，该基因位于水稻第三染色体着丝粒附近，在标记P5和P4-HaeI中间。通过对这两个标记之间53kb的DNA序列的生物信息学分析，在该段区域发现了6个候选基因。这6个候选基因中有一个的编码蛋白与细胞周期调控有关，通过对该基因的序列分析，在小粒和蜀恢527两个材料间发现一个单核苷酸变异。再通过对这6个候选基因的RNA转录分析，发现这6个基因在蜀恢527盛花期、灌浆中期和灌浆后期时都有转录。这表明这6个基因可能都是具有生物功能的基因。

目录

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摘要

第一章文献综述

第二章一个控制水稻籽粒长度基因的定位和克隆研究

第三章一个隐性遗传的小籽粒基因的遗传分析和定位

第四章水稻分子标记聚类和农艺性状主成分联合分析

参考文献

致谢