水稻农艺和品质若干性状的全基因组初步关联分析

摘要

水稻的许多农艺和品质性状如粒形、千粒重、营养品质和淀粉品质等，是基因和环境相互作用所控制的数量性状，其遗传研究较困难。与此同时，深入挖掘、利用水稻重要性状遗传变异对改良水稻品种至关重要。近年来，随着挖掘覆盖全基因组的单核苷酸多态性（singlenucleotide polymorphisms，SNP）标记技术的不断改进，基于连锁不平衡(linkage disequilibrium，LD)的全基因组关联分析为研究复杂数量性状提供了新途径。本研究利用覆盖全基因组1288个SNP标记对20份水稻材料两年间的14个农艺性状、5个营养性状和8个淀粉品质性状进行了全基因组关联分析初步研究，为后续研究提供借鉴。其主要结果如下:
　　 1、群体结构分析发现20份水稻材料分为籼稻和粳稻两个亚群，主成分分析能看到明显的亚群分布，前四个主成分解释54.1％的基因型变异。通过比较6个模型Anova、K、P、P+K、Q、Q+K选择最适模型进行全基因组关联分析。
　　 2、对两年间14个农艺性状全基因组关联分析共检测到17个SNP，分布于除第6、8外所有染色体上。稻谷粒长和糙米粒长检测到的标记位点与已克隆的基因GS3相近，且在两个环境中都检测到。
　　 3、对糙米营养性状相关性结果表明，多酚含量、类黄酮含量、原花青素含量和抗氧化活性彼此显著相关。全基因组关联分析结果发现控制营养性状的标记位点位于第1、4、8染色体上相同位置，其中定位在第4染色体上共有的标记位点可能就是Ra基因。
　　 4、对淀粉RVA谱和表观直链淀粉含量的关联分析表明与8个淀粉品质性状显著关联的标记位点累计达到13个SNP，有4个位点与AAC显著关联且不同环境中都能检测到。位于第6染色体Wx基因区域富集若干控制淀粉性状基因，表观直链淀粉含量、成糊温度、崩解值和冷胶粘度都能在该区域定位到标记位点。

目录

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致谢

摘要

第一章 文献综述

1．1 前言

1．2 水稻农艺性状的遗传研究进展

1．3 稻米营养品质及研究进展

1．4 稻米淀粉品质及遗传研究进展

1．5 全基因组关联分析在水稻遗传育种中的应用

1．5．1 关联分析

1．5．2 水稻全基因组SNP的检测

1．5．3 全基因组关联分析研究程序

1．6 水稻全基因组关联分析(GWAS)研究进展及问题展望

1．6．1 水稻全基因组关联分析(GWAS)研究进展

1．6．2 问题与展望

1．7 本研究的目的及意义

第二章 农艺性状关联分析

2．1 材料与方法

2．1．1 水稻材料

2．1．2 农艺性状测定

2．1．3 分子标记SNP选择

2．1．4 群体结构与主成分分析

2．1．5 数据统计分析

2．1．6 QTL定位

2．2 结果与分析

2．2．1 群体结构分析

2．2．2 不同品种农艺性状方差分析

2．2．3 相关性分析

2．2．4 关联作图的模型比较

2．2．5 全基因组关联分析定位QTL

3 讨论

第三章 稻米营养品质关联分析

3．1 稻米营养品质测定

3．1．1 多酚类物质含量测定

3．1．2 类黄酮类物质含量测定

3．1．3 原花青素含量测定

3．1．4 抗氧化性活性测定

3．2 结果与分析

3．2．1 糙米营养性状方差分析及比较

3．2．3 相关性分析

3．2．4 全基因组关联分析定位QTL

3．3 讨论

第四章 稻米淀粉品质的关联分析

4．1 稻米淀粉品质检测方法

4．1．1 表观直链淀粉含量(AAC)测定

4．1．2 淀粉粘滞性谱(RVA profile)测定

4．2 结果与分析

4．2．1 稻米淀粉品质方差分析

4．2．2 2011稻米淀粉品质比较

4．2．3 2012稻米淀粉品质比较

4．2．4 相关性分析

4．2．5 全基因组关联分析定位QTL

4．3 讨论

参考文献

作者简历