本文關鍵詞： 水稻 數(shù)量性狀位點 抽穗期變異 產(chǎn)量性狀 微效　出處：《中國農(nóng)業(yè)科學院》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：抽穗期是決定水稻品種所適應生態(tài)區(qū)域的最關鍵因素,產(chǎn)量則反映了水稻品種的生產(chǎn)能力,兩者是評價水稻品種應用價值的基本性狀。優(yōu)化抽穗期以充分利用自然光溫資源、提高稻谷產(chǎn)量,需要對這兩類性狀的遺傳機制具有更全面且深入的認識。本研究在應用3個初級定位群體進行QTL定位、分析抽穗期變異對QT L檢測影響的基礎上,建立遺傳背景高度同質(zhì)的遺傳群體,精細定位了1個對水稻抽穗期和產(chǎn)量性狀兼具作用的微效QTL,主要結果如下所述:1.抽穗期變異對水稻抽穗期和產(chǎn)量性狀QTL分析的影響應用抽穗期變異具明顯差異的3套重組自交系(recombinant inbred line,RIL)群體,開展水稻抽穗期和產(chǎn)量性狀的QTL分析,其中,分別由早秈型保持系珍汕97B和協(xié)青早B與中秈型恢復系密陽46配組構建的ZM-RIL和XM-RIL抽穗期分離大,由中秈型恢復系特青和IRBB品系配組構建的TI-RIL抽穗集中。3套群體均進行3年試驗,采用QTL Network 2.0的多環(huán)境模型分析,檢測到控制抽穗期和產(chǎn)量性狀的主效應QTLs分別有13和51個、雙QTL互作分別有11和20對。結果顯示,加性效應是調(diào)控性狀變異的最主要遺傳因素,上位性效應次之,而基因型與環(huán)境幾乎不存在顯著互作。相比于ZM-RIL和XM-RIL,TI-RIL中檢測到的QTL具有明顯特點:就抽穗期而言,盡管加性效應較小,卻能解釋較大的表型變異;就穗數(shù)和粒數(shù)而言,分別具有較大的貢獻率和加性效應;就粒重而言,QTL數(shù)和聯(lián)合貢獻率均比其他2個群體約高1倍。這些結果表明,應用抽穗期變異小的分離群體不僅可增強抽穗期性狀本身微效QTL的檢測功效,而且可有效提高產(chǎn)量性狀QTL的檢測效率。3個RIL群體中檢測到的QTL大部分與已克隆QTL重疊,但仍有部分未見報道或僅有零星的初定位報道,其中,在不同年份、不同群體均穩(wěn)定發(fā)揮作用的QTLs,尤值得關注,包括抽穗期QTL q HD11、粒重QTL q TGW10,以及兼控粒重和單株產(chǎn)量的q TGW6.1/q GY6、兼控粒數(shù)和粒重的q NGP2/q TGW2.3。2.微效QTL q Hd1的精細定位、多效性分析及分子機制初探根據(jù)上述初定位結果,構建新群體,固定主效QTL區(qū)間的基因型,檢測控制抽穗期的微效QTL。前期已從珍汕97B3/密陽46的后代材料中挑選剩余雜合體,構建BC2F8:9群體,將對水稻抽穗期具有微效作用的q Hd1定位于第1染色體長臂末端約761 Kb的區(qū)域內(nèi),本研究繼續(xù)構建背景同質(zhì)性更高、目標區(qū)域分離區(qū)間進一步縮小且相互交疊的剩余雜合體梯系材料,精細定位q Hd1,研究其對抽穗期和產(chǎn)量性狀的遺傳效應及對自然光溫條件變異的應答,篩選候選基因、分析q Hd1遺傳作用的分子基礎。首先,利用在目標區(qū)域內(nèi)分離區(qū)間相互交疊的BC2F10群體及其衍生的BC2F10:11近等基因系(near isogenic line,NIL),將q Hd1界定在第1染色體長臂末端約95 Kb的RM12102—RM12108區(qū)間內(nèi),并確定了該QTL對產(chǎn)量性狀的多效性。之后,在進一步的驗證研究中,包括應用NIL于浙江、海南兩地多年開展的試驗,以及應用BC2F12和BC2F13代NIL-F2群體分別于浙江和海南進行的試驗,觀察到q Hd1對抽穗期和產(chǎn)量性狀的基因型效應大小變化明顯,推測存在q Hd1與環(huán)境條件間的互作。接著,采用5期播種試驗確認了q Hd1與環(huán)境的互作。結果表明,隨著播期的推遲,q Hd1對抽穗期和單株產(chǎn)量的作用均呈增大趨勢,而基因型效應顯著的產(chǎn)量構成性狀在不同播期試驗中呈“單株穗數(shù)—每穗粒數(shù)—千粒重”的變化趨勢;進一步結合該試驗期間光溫環(huán)境因素的整體表現(xiàn),即長日條件下溫度逐漸升高,推測q Hd1表型效應受溫度變化的影響。q Hd1目標區(qū)間的10個注釋基因中有2個的功能信息與抽穗期調(diào)控相關,通過測序和表達分析,推測Os MADS51最可能是q Hd1的目標基因,其第1內(nèi)含子上約9.7 Kb的序列結構變異可能影響開花促進途徑Os MADS51-Ehd1-RFT1/Hd3a的表達而調(diào)控水稻抽穗。這些結果為q Hd1的克隆研究打下基礎。
[Abstract]:Based on the analysis of QTL mapping for heading date and yield characters , QTL mapping was used to analyze QTL mapping in heading date and yield traits . In this study , we studied the genetic effects of QHd1 on heading date and yield characters , and identified the interaction between q Hd1 and environment . It is speculated that the phenotypic effect of q Hd1 is influenced by temperature change . Two of the 10 annotation genes in the target interval of q Hd1 are related to heading stage regulation . By sequencing and expression analysis , it is assumed that Os MADS51 is the most likely target gene of q Hd1 , and the variation of the sequence structure of about 9.7 Kb on the first intron may affect the expression of the flowering promotion pathway Os MADS51 - Ehd1 - RFT1 / Hd3a . These results are the basis for the cloning research of q Hd1 .

【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S511

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本文編號：1502812