【摘要】：水稻是全球最重要的糧食作物,有關(guān)水稻各方面的應(yīng)用研究更是層出不窮。其中,柱頭外露率作為水稻最重要的農(nóng)藝性狀之一,其對于水稻雜交稻制種的商業(yè)化生產(chǎn)效率有著重要貢獻(xiàn),因而已逐漸成為研究熱點之一�？茖W(xué)研究表明,通過提高水稻柱頭外露率可提升雜交水稻的制種效率,因而柱頭外露率已成為雜交稻商業(yè)化制種技術(shù)中的有效改良性狀手段之一。我們的研究在前期工作和研究的基礎(chǔ)之上,初步定位到一個控制水稻柱頭外露率的主效基因,并將之定位于第7染色體長臂上。通過前期的研究及論證,我們在水稻第7染色體長臂上檢測到一個控制柱頭外露率的數(shù)量性狀位點(QTL)--q SE7(未發(fā)表文獻(xiàn))。由母本為協(xié)青早B,父本為中恢9308,建立染色體片段代換系(CSSL),該染色體片段代換系以XQZB為插入片段,ZH9308為背景。進(jìn)一步的遺傳學(xué)研究以及表型鑒定結(jié)果分析表明,該QTL位于RM5436和RM5499之間,物理距離約為1000kb。通過發(fā)展新標(biāo)記及相應(yīng)的發(fā)展次級群體等手段,我們最終將該基因精細(xì)定位于In Del標(biāo)記SER4-1和SSR標(biāo)記RM5436之間,物理距離約為322.9-kb。因此,本研究共獲得結(jié)果如下:1.從該染色體片段代換系中挑出一個株系(C51),與背景ZH9308不斷回交,并由此發(fā)展建成一個近等基因系(NIL),命名為NIL(q SE7XB)。該近等基因系含高柱頭外露率的XQZB插入片段,其余背景皆為低柱頭外露率的ZH9308。2.遺傳分析顯示,該QTLq SE7為單孟德爾因子,且來自于高柱頭外露率XQZB的片段反而可以降低柱頭外露率。研究中,我們假設(shè)q SE7可同時控制單柱頭外露率、雙柱頭外露率,以及總柱頭外露率,以此而進(jìn)行的相關(guān)遺傳學(xué)實驗和表型數(shù)據(jù)鑒定檢驗等實驗,均可以提供充分實驗證據(jù)驗證此假設(shè)為正確,從而進(jìn)一步論證了我們提出的該設(shè)想的正確性和可檢驗性。3.為進(jìn)一步精細(xì)定位該QTL,我們結(jié)合了相關(guān)的表型數(shù)據(jù),進(jìn)一步將該QTL定位于SSR標(biāo)記RM5436和RM5499之間,大約1000-kb的物理距離,表型數(shù)據(jù)的分析表明,該QTL共解釋了1.52%的表型變異。4.從染色體片段代換系CSSL中挑出的C51株系與ZH9308回交,再進(jìn)行進(jìn)一步自交,再次構(gòu)建次級群體—F2(BC5F2)以及F2:3(BC5F2:3)群體,此兩個次級群體用以檢測、剖析并驗證該QTL q SE7的作用。在4000株F2和3200株F2:3(BC5F2:3)群體中,通過各株系的基因型及其表型的標(biāo)記鑒定,我們分別檢測、剖析并驗證了該QTLq SE7的各項效應(yīng)。5.為進(jìn)一步將該QTL q SE7精細(xì)定位于染色體上更小的空間及物理距離,我們通過發(fā)展新的插入缺失標(biāo)記(In Del)、分析雜合子數(shù)據(jù)以及結(jié)合表型數(shù)據(jù)等實驗手段,最終將q SE7位點定位于In Del標(biāo)記SER4-1和SSR標(biāo)記RM5436之間,物理距離約為322.9-kb。并取得了相關(guān)的遺傳學(xué)驗證證據(jù)。在兩個次級群體中的表型數(shù)據(jù)鑒定等實驗數(shù)據(jù)也再次證明我們的實驗結(jié)果的正確性和可論證性。6.該研究將有助于進(jìn)一步分離及鑒定控制水稻柱頭外露率的候選基因,并為后期的精細(xì)定位、基因克隆以及分子標(biāo)記輔助育種(MAS)提供參考和依據(jù)。在不久的將來,相信控制柱頭外露率的基因?qū)⒃陔s交水稻育種過程中扮演越來越重要的角色。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S511
【圖文】：

雄性不育系統(tǒng)的雜交水稻種子生產(chǎn)技術(shù)Figure1.1Hybridriceseedproductiontechniquesbymalesterilitysystem.

圖 1.2 三系育種的雜交水稻種子生產(chǎn)技術(shù)Figure 1.2 Hybrid rice seed production techniques by three line system.三系制種之優(yōu)勢：1）一般而言雄性不育是穩(wěn)定的；2）WA，如今最著名的 CMS 細(xì)胞質(zhì)，覆蓋面很廣。三系制種之劣勢：1）一般來說，種質(zhì)資源是有限的；2）對于親本種子生產(chǎn)，需要額外步驟；3）相對而言，三系制種需要更多時間。生產(chǎn)實踐中也包含兩系育種技術(shù)手段，它所涉及的是兩條雜交水稻種子生產(chǎn)線。一是通常由隱性基因調(diào)控的不育系，其表達(dá)受到溫度、光周期或兩者的環(huán)境因素共同影響另一個是雄性親本或授粉系，能與其雄性不育座位上是顯性基因的任何品種雜交。此系

圖 1.3 兩系雜交水稻制種技術(shù)Figure 1.3 Hybrid rice seed production techniques by two line system.兩系育種之優(yōu)勢：1）該系統(tǒng)對于雜交制種非常簡單；2）種質(zhì)資源多樣、多樣；3）任何品系都可以做為母本在育種方案中加以利用；4）培育具有目標(biāo)性，且雜種優(yōu)勢可以疊加；5）作為母本細(xì)胞質(zhì)來源也是可用的。兩系育種之劣勢：有時因為不可預(yù)知的環(huán)境因素從而導(dǎo)致不育問題的發(fā)生，進(jìn)而影響種子的純度問題。1.2.4 雜交水稻種子生產(chǎn)之指導(dǎo)雜交水稻制種中雄性不育系涉及三個因素。高產(chǎn)能力是雄性不育系的第一個因素，

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2747743