控制水稻剑叶长度性状位点qLFL1的精细定位及近等基因系的性状分析

摘要

水稻剑叶性状与水稻的产量及株型有着重要关系，是水稻遗传学和分子生物学研究热点性状之一。本研究利用自主培育的材料，通过运用回交转育法获得长剑叶和短剑叶近等基因系，及qLFL1位点的染色体片段替换系等材料，经3年的回交与分离最终将剑叶长度相关的QTL位点分离。并分析了近等基因系及双亲的农艺性状和生理特性。主要结果如下:
　　1.本研究选用自主培育的长剑叶籼稻广亲和恢复系浙恢815（Oryza sativa L.subsp.Indica，cv.Zhehui815），与短剑叶粳稻保持系浙04B（Oryza sativaL.subsp.Japonica，cv.Zhe04B）杂交获得F1。采用连续回交3次、自交5次的方法，获得BC3F5-SFL(short flag leaf)株系和BC3F5-LFL(long flag leaf)株系的近等基因系。在连续回交的同时，利用BC2F2的分离群体，开展了与剑叶长度相关基因的连锁分析。结果位于第9号染色体的SSR标记RM3700和RM242与长剑叶性状存在连锁遗传，将这一位点命名为qLFL1。为了能将该位点可能的基因分离并克隆，试验开展了qLFL1基因的染色体片段替换系(chromosome segmentsubstitution lines，CSSLs)构建。采用分子标记检测连锁分析的个体，与轮回亲本浙04A逐一回交的方法，最终获得qLFL1基因的CSSLs。
　　2.我们选用双亲浙恢815和浙04A以及近等基因系和qLFL1染色体片段替换系，采用图位克隆的方法对目的基因进行定位，利用网站上公布的均匀分布于水稻12对染色体上的520对SSR标记，筛选双亲获得的163对多态性SSR标记，检测定位群体将qLFL1定位于水稻第9号染色体上SSR标记RM3700和RM7048之间，遗传距离为7.1cM。随后设计籼粳有差异的In/Del标记，检测1478株BC3F2、BC4F2和BC5F2群体中的长剑叶单株，将qLFL1定位在In/Del标记ID22和ID21之间，物理距离约44kb，其间共有侯选基因14个。
　　3.考查qlfl基因型与qLFL基因型NILs及亲本的胚芽鞘长、株高、分蘖、剑叶长宽、倒二叶长宽、倒三叶长宽、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、单株籽粒数、结实率、平均每穗粒重、百粒重、光合作用特性等农艺与生理性状。结果显示，qlfl基因对胚芽鞘长度、剑叶长度、倒二叶长、倒三叶长有显著的增长作用;qlfl基因对主要农艺性状无明显的负效应;qlfl基因对光合作用有减弱的负效应。推测qlfl基因型产量优势很可能是因为叶面积的增大而获得，这为利用qlfl基因开展水稻高产育种与新株型育种提供了有效的科学指导。

目录

论文说明

摘要

第1章 文献综述

1．1 水稻叶的发育过程及分子机理

1．1．1 水稻叶的形态结构

1．1．2 水稻叶发育的分子调控机理

1．2 控制水稻剑叶长度的QTL定位

1．3 水稻产量性状相关基因的分子机理

1．3．1 参与株型调控的基因与功能

1．3．2 参与穗型调控的基因与功能

1．3．3 参与粒型／粒重调控的基因与功能

1．4 近等基因系及染色体片段替换系在育种研究中的应用

1．4．1 生物的性状及其特点

1．4．2 近等基因系在育种中的应用

1．4．3 染色体片段替换系在育种中的应用

1．5 本研究的意义与展望

第2章 控制水稻剑叶长度位点qLFL1的遗传群体构建

2．1 实验材料准备

2．2 长剑叶与短剑叶近等基因系的构建

2．3 qLFL1染色体片段替换系的构建

2．4 qLFL1染色体片段替换系基因型检测

第3章 控制水稻剑叶长度位点qLFL1的精细定位

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 长剑叶与短剑叶亲本及近等基因系的表型观察

3．1．3 F2群体及近等基因系剑叶长度的遗传分析

3．1．4 水稻基因组DNA提取

3．1．5 PCR扩增及电泳检测

3．1．6 qLFL1位点的基因图位克隆

3．2 结果与分析

3．2．1 长剑叶和短剑叶亲本及近等基因系的表型比较

3．2．2 F2群体及近等基因系剑叶长度的遗传分析

3．2．3 qLFL1位点的染色体定位

3．2．4 qLFL1位点的精细定位

3．3 讨论

第4章 qLFL1近等基因系农艺性状分析及光合生理研究

4．1 材料和方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 胚芽鞘长度测定

4．1．3 剑叶、倒二叶、倒三时形态测定

4．1．4 穗部性状及产量分析

4．1．5 光合作用测定

4．2 结果与分析

4．2．1 近等基因系的胚芽鞘长度比较

4．2．2 近等基因系上三叶形状比较

4．2．3 近等基因系穗部性状及产量分析

4．2．4 近等基因系的光合作用特性

4．3 结论

参考文献

附录A 论文使用的缩写说明

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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