發(fā)布時間：2017-12-07 23:20

  本文關(guān)鍵詞：基于SSSL的水稻耐冷QTL的定位和聚合效應(yīng)

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【摘要】：水稻低溫冷害是一種全球性的自然災(zāi)害,可發(fā)生在水稻的不同生長發(fā)育時期。雖然培育耐冷水稻品種被認為是減少水稻低溫冷害最有效的方式。但是,由于水稻耐冷性的遺傳基礎(chǔ)非常復(fù)雜,以表型為基礎(chǔ)的常規(guī)育種很難高效地改良水稻的耐冷性。只有深入剖析水稻耐冷性的遺傳基礎(chǔ),并開展水稻分子育種,才有望高效準確地提高水稻耐冷性,實現(xiàn)水稻耐冷性育種的突破。為了培育出耐冷的水稻品系,本研究對以“華粳秈74”為遺傳背景構(gòu)建的單片段代換系庫的親本等品系進行了耐冷性評價,并選擇由耐冷供體發(fā)展來的單片段代換系群體來定位耐冷QTL,在此基礎(chǔ)上開展分子聚合育種來培育耐冷的優(yōu)良水稻品系。主要結(jié)果如下:1.對多樣性豐富的34份水稻品系進行了發(fā)芽期、芽期、苗期和抽穗開花期的耐冷性鑒定。粳稻“Katy”發(fā)芽期耐冷性強;粳稻“麗江新團黑谷”、“空育131”、“IR65598-112-2”和“IR66897B”芽期耐冷性強;粳稻“南洋占”、“麗江新團黑谷”和“空育131”苗期耐冷性強;粳稻“Kyeema”和秈稻“IR58025B”抽穗開花期耐冷性強。對4個時期耐冷性的相關(guān)分析顯示,發(fā)芽期與芽期、苗期、抽穗開花期的耐冷性均沒有顯著相關(guān);芽期跟苗期的耐冷性呈極顯著正相關(guān);芽期和穗期的耐冷性以及苗期和穗期的耐冷性都沒有顯著相關(guān)。2.對來源于耐冷供體的30份SSSL進行了5次獨立的芽期耐冷QTL的鑒定實驗,共檢測到15個芽期耐冷QTL,這些耐冷QTL分布在第1、第2、第3、第5、第6、第9、第10和第12等8條染色體上;對這些耐冷QTL的多次檢測結(jié)果進行整體t測驗,有5個耐冷QTL有穩(wěn)定的效應(yīng),分別是qCtp-1、qCtp-3、qCtp-5-3、qCtp-6-1、qCtp-10,有4個QTL表現(xiàn)為增效,其中加性效應(yīng)值最高的是qCtp-6-1,為17.98%。3.對來源于耐冷供體的28份SSSL在苗期以冷害指數(shù)和存活率為指標分別進行了5次獨立的耐冷QTL的鑒定。在苗期以冷害指數(shù)為指標,共檢測到6個苗期耐冷QTL,這些耐冷QTL分布在第4、第6和第12等3條染色體上,對這些耐冷QTL的多次耐冷檢測結(jié)果進行整體t測驗,有3個耐冷QTL有穩(wěn)定的效應(yīng),分別是qCtd-4-2、qCtd-6-2、qCtd-12,都表現(xiàn)為增效。其中加性效應(yīng)值最高的是qCtd-6-2,為1.13;在苗期以存活率為指標,共檢測到9個苗期耐冷QTL,這些耐冷QTL分布在第3、第4、第5、第6、第9和第12等6條染色體上,對這些耐冷QTL的多次耐冷檢測結(jié)果進行整體t測驗,有3個耐冷QTL有顯著的效應(yīng),分別是qCts-3、qCts-6-1、qCts-12,都表現(xiàn)為增效。其中加性效應(yīng)值最高的是qCts-3,為13.00%。4.對來源于耐冷供體的21份SSSL進行了3次獨立的抽穗開花期耐冷QTL的鑒定實驗,共檢測到8個抽穗開花期耐冷QTL,這些耐冷QTL分布在第1、第3、第6和第12等4條染色體上,對這些耐冷QTL的多次耐冷檢測結(jié)果進行整體t測驗,有3個耐冷QTL有穩(wěn)定的效應(yīng),其中qCth-6-1表現(xiàn)為增效,而qCth-6-2、qCth-12的加性效應(yīng)方向則相反。它們的加性效應(yīng)絕對值都超過10.00%。進一步對位于第6染色體上的耐冷QTL qCth-6-1進行了精細定位,qCth-6-1被定位到第6染色體的45kb物理區(qū)間,其間有8個候選基因。5.用帶有耐冷QTL的SSSL開展聚合育種,得到32份多耐冷QTL聚合系,這些聚合系的目標性狀包括發(fā)芽期、芽期、苗期和抽穗開花期的耐冷性。通過對11份聚合系在芽期和苗期的耐冷表型鑒定顯示,耐冷QTL qCtp-4/qCtp-6-1和qCtp-3/qCtp-6-1組合能顯著提升芽期的耐冷性;qCts-6-1/qCts-12和qCts-3//qCts-6-1/qCts-12組合能顯著提升苗期的耐冷性。本研究篩選出了不同生長發(fā)育時期耐冷的品系,并通過其構(gòu)建的SSSL群體進行了芽期、苗期和抽穗開花期的耐冷QTL的定位,對一些效應(yīng)穩(wěn)定的耐冷QTL進行了聚合,獲得了芽期和苗期耐冷性顯著增強的品系。本研究不僅發(fā)現(xiàn)并證實了一些穩(wěn)定表達的耐冷QTL,而且表明通過耐冷QTL的聚合可以培育不同生長發(fā)育時期都耐冷的水稻新品系。本研究定位的這些耐冷QTL豐富了水稻耐冷性的遺傳基礎(chǔ),這些有顯著耐冷效應(yīng)、表達穩(wěn)定的QTL可通過標記輔助選擇導(dǎo)入到優(yōu)良品系中,有望培育出耐冷性強的水稻新品種。
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S511

【參考文獻】

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本文編號：1264187