【摘要】：近年來,隨著全球氣候的不斷變化,非生物脅迫頻頻發(fā)生,已嚴(yán)重威脅到水稻的生產(chǎn),其中干旱是造成水稻產(chǎn)量下降的最重要因素之一,水稻抗旱屬于復(fù)雜的數(shù)量性狀,深入研究抗旱遺傳機(jī)制有利于改善水稻抗旱性,提高育種效率。此外,過多的施用氮肥也給環(huán)境帶來很大問題,所以必須提高水稻品種對貧瘠土壤的適應(yīng)能力,提高植株對貧瘠土壤中肥料的利用效率。進(jìn)而培育水稻抗旱、耐低氮等抗逆的綠色超級(jí)稻是保證水稻高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的有效途徑之一。本研究利用黃華占(huanghuazhan,HHZ)為輪回親本,分別與來自八個(gè)國家地區(qū)材料作為供體雜交回交得到2000個(gè)BC_1F_1植株,經(jīng)過一輪高產(chǎn)、抗旱、耐鹽和耐淹篩選,共得到314個(gè)帶有目標(biāo)性狀的BC_1F_3植株,再經(jīng)過二輪交叉抗逆篩選及后代驗(yàn)證最終得到包含497個(gè)BC_1F_5植株的選擇導(dǎo)入系群體。以此進(jìn)行分析定位水稻抗旱和耐低氮QTL,對效應(yīng)值大且多環(huán)境條件下穩(wěn)定表達(dá)的QTL進(jìn)行驗(yàn)證,進(jìn)而篩選聚合不同等位基因來源的QTL并對其聚合效應(yīng)進(jìn)行表型評價(jià)。針對本文研究的內(nèi)容現(xiàn)總結(jié)如下:1.對黃華占導(dǎo)入系基因組變異進(jìn)行分析:對497個(gè)導(dǎo)入系及其親本進(jìn)行全基因組重測序研究,其中導(dǎo)入系平均測序深度為3.16X,9個(gè)親本平均測序深度為25X。同時(shí)又獲得了41,754個(gè)高質(zhì)量的SNP,通過條件剔除最終篩選得到兩套基因型數(shù)據(jù),一套包含7,388個(gè)SNP bin基因型;一套包含4,613個(gè)SNP bin基因型用于QTL定位。對八個(gè)供體親本與黃華占進(jìn)行遺傳相似性分析得出Teing最低為42.2%,來自越南的供體品種OM1723最高為65.1%。2.利用選擇育種群體進(jìn)行抗旱相關(guān)性狀QTL(quantitative trait loci)定位:從八個(gè)導(dǎo)入系群體中選HHZ5、HHZ12和HHZ17三個(gè)群體共計(jì)206個(gè)導(dǎo)入系,經(jīng)抗旱篩選,三個(gè)群體共得到57個(gè)抗旱導(dǎo)入系,根據(jù)抗旱脅迫下產(chǎn)量相關(guān)性狀表現(xiàn)和檢測的QTL位點(diǎn)基因型,篩選到6個(gè)抗旱性最好的導(dǎo)入系(M73、M75、M79、M387、M498和M505),采用多群體聯(lián)合偏分離分析方法(Mendelian’s segregation distortion analysis,MSDA)進(jìn)行抗旱相關(guān)QTL定位,共檢測到產(chǎn)量相關(guān)QTL 9個(gè),分布在2、3、5、6、8和12號(hào)染色體上,其中有6個(gè)QTL與前人定到的位置一致或相近。3.對選擇育種群體進(jìn)行耐低氮相關(guān)性狀QTL定位:將八個(gè)選擇育種群體合并,利用全基因組關(guān)聯(lián)分析線性混合效應(yīng)模型(generalized linear mixed model,GLMM)對連續(xù)的三個(gè)季節(jié)三個(gè)氮環(huán)境下(低氮、低氮與正常水田比值、正常水田)的產(chǎn)量及其相關(guān)性狀進(jìn)行QTL檢測,結(jié)果總共鑒定出52個(gè)QTL,分布在1~12條染色體上。其中有5個(gè)QTL區(qū)域與前人定到的位置一致或相近,此外qGY1、qSF8-2和qTGW2-1在多個(gè)季節(jié)多個(gè)環(huán)境下被檢測到,并進(jìn)一步對qTGW2-1進(jìn)行精細(xì)定位,物理位置約200k,同時(shí)開發(fā)出一個(gè)基于PCR的新型In Del標(biāo)記CLN9。4.利用SNP標(biāo)記輔助選擇篩選水稻抗旱和耐低氮QTL聚合體:從HHZ5、HHZ12和HHZ17三個(gè)選擇育種群體中選出的6個(gè)帶有目標(biāo)性狀QTL且表現(xiàn)較好的導(dǎo)入系作為聚合親本并配置4個(gè)聚合組合。對選擇育種群體在抗旱和耐低氮脅迫條件下選出的5個(gè)重要的QTL進(jìn)行田間驗(yàn)證,結(jié)果證實(shí)qDT3.9、qDT5.4、qDT6.3、qGY1和qSF8-2五個(gè)位點(diǎn)是聚合親本真正攜帶的可靠的位點(diǎn)。利用華智公司提供的3,162個(gè)KASP SNP標(biāo)記進(jìn)行多態(tài)性篩選,根據(jù)每個(gè)聚合群體每個(gè)目標(biāo)性狀QTL側(cè)翼的兩個(gè)SNP標(biāo)記的基因型對后代進(jìn)行QTL聚合體篩選,最終4個(gè)聚合組合共篩選到235個(gè)F_2聚合體,將F_3在低氮、干旱脅迫和正常水田下進(jìn)行表型驗(yàn)證和評價(jià),最終篩選出12個(gè)攜帶不同性狀不同QTL的聚合體,其產(chǎn)量在三個(gè)條件下均顯著高于HHZ。這些聚合體為今后水稻抗逆育種提供了寶貴的供體材料。
【圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述效應(yīng)或者效應(yīng)很小，這就使得鑒定到的基因或 QTL 位點(diǎn)脫離了005）等研究提出可直接用選擇育種群體進(jìn)行 QTL 定位，這里指對雙親雜交后代進(jìn)行目標(biāo)性狀篩選，將篩選出的個(gè)體組合到一起會(huì)使基因位點(diǎn)發(fā)生偏分離，而這種偏分離是具有方向性的。也就進(jìn)行選擇，，那么這些偏分離的基因位點(diǎn)都是因?yàn)楹Y選目標(biāo)性狀引。因此，我們通過檢測這些偏分離位點(diǎn)進(jìn)而定位目標(biāo)性狀 QTL。標(biāo)性狀的植株直接應(yīng)用到育種實(shí)踐中，為培育水稻新品種提供廣

第二章 黃華占選擇導(dǎo)入系的基因組變異分析表 2.1 八個(gè)導(dǎo)入系群體及供體來源Table 2.1 The information of eight ILs and donors群體 組合 供體 供體來源 世代HHZ5 HHZ ×OM1723 OM1723 Vietnam BC1F5HHZ8 HHZ ×Phalguna Phalguna India BC1F5HHZ9 HHZ ×IR50 IR50 IRRI BC1F5HHZ11 HHZ ×IR64 IR64 IRRI BC1F5HHZ12 HHZ ×Teqing Teqing China BC1F5HHZ15 HHZ ×PSBRC66 PSBRC66 Philippines BC1F5HHZ17 HHZ ×CDR22 CDR22 India BC1F5HHZ19 HHZ ×PSBRC28 PSBRC28 Philippines BC1F5
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S511

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2625555