粒重和粒形是典型的數(shù)量性狀,與水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)息息相關(guān)。數(shù)量性狀一般由少量主效基因和大量微效基因共同控制,其中,主效基因具有效應(yīng)大和遺傳力高的特點(diǎn),成為深入研究的首選。然而,主效基因數(shù)量有限,對于粒重和粒形遺傳機(jī)理的闡明具有局限性;因此,對微效粒重和粒形QTL的研究意義重大。在前期研究中,本實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用珍汕97(ZS97)///ZS97//ZS97/密陽46(MY46)衍生的BC_2F_5、BC_2F_6和BC_2F_7群體,在水稻第1染色體長臂上分解出兩個控制粒重且相互連鎖的QTL,分別將其命名為qTGW1.1和qTGW1.2。隨后,應(yīng)用6套BC_2F_(10:11)近等基因系將qTGW1.2分解為qTGW1.2a、qTGW1.2b和qTGW1.2c。本研究針對效應(yīng)最大、定位區(qū)間在RM11730-RM11762的qTGW1.2a,構(gòu)建新群體,開展精細(xì)定位研究,結(jié)果如下:1 qTGW1.2a的驗(yàn)證和分解依據(jù)qTGW1.2a的定位結(jié)果,從ZS97~3/MY46后代群體中篩選出1株在Wn33011-Wn33304區(qū)間分離的BC_2F_(10)單株;種植該單株自交產(chǎn)生的BC_2F_(11)群體,經(jīng)標(biāo)記檢測,獲得2個在Wn33011-Wn33252區(qū)間雜合的單株和1個在Wn33252-Wn33304區(qū)間雜合的單株,自交獲得BC_2F_(12)群體。對3個群體的分離區(qū)間進(jìn)行標(biāo)記檢測,選擇雙親純合型單株,自交獲得BC_2F_(12:13)近等基因系,命名為L1、L2和L3。QTL分析結(jié)果顯示,L1和L2中兩基因型間千粒重和粒寬差異明顯,兩個群體加性效應(yīng)基本一致且增效等位基因均來源于MY46;在L3群體中,只有粒寬在兩基因型間差異顯著,增效等位基因來源于ZS97,表明該群體兩基因型間的粒寬差異由另一個QTL控制。將前者稱為qTGW1.2a1、后者稱為qTGW1.2a2,并根據(jù)3套近等基因系基因型組成的比較,將qTGW1.2a1界定在366.1 kb的Wn32886-Wn33252區(qū)間內(nèi),將qTGW1.2a2界定在471.0 kb的Wn33186-RM11762區(qū)間內(nèi)。針對定位精度較高和加性效應(yīng)較大的qTGW1.2a1所處區(qū)間,從BC_2F_(13)群體繼續(xù)挑選材料,分別發(fā)展了2套BC_2F_(14:15)近等基因系和3套BC_2F_(16:17)近等基因系將qTGW1.2a1進(jìn)一步界定在Wn33011和Wn33186之間175.1 kb的區(qū)間內(nèi)。2 qTGW1.2a1的分解、精細(xì)定位和候選基因分析針對qTGW1.2a1所處區(qū)間,篩選了5個BC_2F_(16)單株,自交獲得5個BC_2F_(17)群體;經(jīng)雜合區(qū)間標(biāo)記檢測,獲取雙親純合型單株,自交產(chǎn)生5套近等基因系。比較5套近等基因系的基因型組成,將qTGW1.2a1分解為2個QTL,其中,qGL1-33.0位于60.9 kb的Wn33011-Wn33072區(qū)間內(nèi),主要控制粒長,還影響粒寬和長寬比,粒長和粒寬的反向作用使得兩基因型間未檢測到千粒重的顯著差異;qTGW1-33.1位于35.6 kb的RM212-Wn33089區(qū)間內(nèi),主要控制千粒重,還影響粒長和粒寬。同時發(fā)現(xiàn),這2個QTL對粒長作用方向相反,2個QTL的共同分離導(dǎo)致qTGW1.2a1對千粒重和粒長僅具較小效應(yīng),分解后效應(yīng)變大。針對定位精度較高且加性效應(yīng)較大的qTGW1-33.1進(jìn)行分析,顯示該區(qū)間存在5個開放閱讀框,綜合基因測序、轉(zhuǎn)錄組測序和生物信息學(xué)分析結(jié)果,推測ORF5可能是qTGW1-33.1的目標(biāo)基因。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S511
【部分圖文】：

44圖 3.6 qTGW1-33.1 區(qū)間的 5 個預(yù)測基因在水稻各組織在田間生長不同時期的表達(dá)量Fig 3.6 Expression of 5 putative genes in qTGW1-33.1 region in rice various tissues throughout entire growth in the field
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本文編號：2856370