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利用C堡遗传背景的穞稻染色体片段置换系群体定位水稻落粒性QTL

吴国灿

利用C堡遗传背景的穞稻染色体片段置换系群体定位水稻落粒性QTL

吴国灿1
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作者信息

  • 1. 南京农业大学
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摘要

全球有117个国家和地区种植水稻,常年栽培面积1.5亿公顷左右,年产稻谷6.6亿吨左右。稻属植物有20个野生种和两个栽培种,栽培种包括亚洲栽培稻和非洲栽培稻。其中,亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)占全球稻作面积的95%左右,是世界50%人口的主粮。 易落粒是野生稻利于自身繁殖和扩散的共同特性。减轻落粒是人类把野生稻驯化成为栽培稻的第一个性状。亚洲栽培稻种的两个亚种[籼亚种(Oryza sativa subsp.indica)和粳亚种(Oryza sativa subsp.sinica or japonica)]的起源,一种观点认为由多年生的普通野生稻进化为一年生的尼瓦拉野生稻,再进化为籼稻,进一步再分化为粳稻;另一种观点则认为粳稻也是由野生稻直接进化而来的,其野生祖先是长江下游不种自生的穞稻,落粒性强。为检测穞稻极易落粒的遗传控制位点(染色体区段),本论文在前人工作的基础上,进行了以下两项研究:一是利用前人获得的C堡/穞稻//C堡组合由来的BC3F1群体,继续回交和自交,结合分子标记辅助选择,建成了难落粒粳稻亲本C堡遗传背景的穞稻染色体片段置换系群体;二是使用推拉力计连续两年调查该遗传群体落粒性表型数据,结合群体的分子标记数据,采用IciMapping软件检测落粒性QTL。主要的研究结果如下: 1.构成了一套由164个系组成的C堡遗传背景的穞稻染色体片段置换系(定名为CL-CSSL)群体。CL-CSSL群体置换片段共覆盖了供体穞稻全基因组的96.54%。164个置换系中,携带供体片段数为1、2、3、4、5的株系分别有8、6、8、14、19、个;携带供体片段数为6、7、8、9、10的株系分别有14、18、8、10、10个;携带供体片段数为11、12、13、14、15的株系分别有14、13、7、1、3个;携带供体片段数为16和18个的株系分别有9和2个。 2.利用上述CL-CSSL群体2年共检测到14个落粒性QTL。2015年检测到12个位点,分别为qSH1-1,qSH1-2,qSH3-1,qSH3-2,qSH4-1,qSH4-2,qSH6,qSH7-1,qSH7-2,qSH7-3,qSH8,qSH9。2016年检测到5个位点,分别为qSH7-3,qSH8-1,qSH8-2,qSH9,qSH11。根据国家水稻基因数据库数据显示,qSH1-2所在第1染色体的RM5389(35726691bp~35726718bp)区间与前人定位到的qSH1(36444567bp~36448459bp)所在的区间相近;qSH7-1所在第7染色体的RM180(5768455bp~5768484bp)区间与前人定位到的sh-h(5805334bp~5811941bp)所在的区间相近。 3.两年均检测到的稳定表达的水稻落粒性QTL有3个,即qSH7-3,qSH8-1和qSH9。2015年和2016年,qSH7-3位点的贡献率分别为11.11%和4.32%;加性效应分别为-0.56和-0.24;qSH8-1位点的贡献率分别为7.04%和5.13%,加性效应分别为0.16和0.11;qSH9位点的贡献率分别为5.97%和13.61%,加性效应分别为0.13和0.15。qSH7-3位于第七染色体的RM1306(28894398bp~28894433bp),与前人定位到的位于第七染色体的水稻落粒性基因sh-h(5805334bp~5811941bp)区间不同。与qSH8-1紧密连锁的SSR标记RM23329(23723392bp~23723449bp)以及与qSH9紧密连锁的标记RM5652(14731280bp~14731345bp)前人未曾报道过。上述3个位点都是新检测到的位点。结合加性效应、贡献率和表型数据分析确定qSH7-3为主效QTL。 本研究的结果证明了水稻落粒性是一个由多基因位点控制的数量性状。进一步对qSH7-3位点进行精细定位和图位克隆及功能分析,可以阐明穞稻易落粒的遗传控制机制。

关键词

穞稻/染色体片段置换系/落粒性/数量性状位点

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授予学位

硕士

学科专业

作物学;作物遗传育种

导师

洪德林

学位年度

2017

学位授予单位

南京农业大学

语种

中文

中图分类号

S5
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