收藏本站
《沈阳农业大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水稻重要农艺性状遗传基础解析及株型QTL精细定位

姜树坤  
【摘要】:本研究:(1)利用一目惚、丰锦、笹锦、日本晴、沈农265、秋田小町、辽粳263、02428和辽粳294等9个粳稻品种及河田香稻、Kasalath、Habataki、IR36、R99和IR3等6个籼稻品种为材料构建了用于水稻基因型分析的高信息量SSR框架图;(2)比较了沈农265和丽江新团黑谷的F2群体与RIL群体的遗传信息,并利用RIL群体及构建的连锁图谱对剑叶相关性状、穗相关性状、籽粒相关性状、株高及其构成因素和3个不同生育时期的叶绿素含量进行QTL分析,并分别进行深入比较;(3)对同时控制穗长、节间长和剑叶长的重要株型相关基因qPCL9进行精细定位。主要结果如下: (1)用489对SSR引物对9份粳稻和6份籼稻材料进行SSR标记分析,每条染色体的总体多态性信息量(PIC)值分布于0.4039~0.5840之间,籼稻亚种内的PIC值分布于0.3685~0.4952之间,粳稻亚种内的PIC值分布于0.1326~0.3164之间,籼稻的多态性高于粳稻。以PIC值作为主要参考指标筛选出适于遗传多样性分析的199对SSR引物(总体PIC值0.50),从中选择建立了包含141个SSR引物的多样性分析体系。筛选出籼粳特异性引物93对,其中包括17对核心引物、48对二级引物和28对三级引物。确定了32对适于粳稻遗传多样性分析的引物(粳稻PIC值0.50)。这些引物能很好地反映品种间的遗传多样性。 (2)比较分析了F2群体和RIL群体的遗传信息及控制剑叶相关性状(剑叶长、剑叶宽和比叶重)的QTL:1)多数标记在染色体上的顺序相同,但标记间距不同。F2群体中30个标记显著偏离孟德尔分离比例(P0.05),13个标记极显著偏离预期的(1:2:1)孟德尔分离比例(P0.0),其中19个偏向SN265,11个偏向LTH。RIL群体中62个标记显著偏离预期的(1:2:1)孟德尔分离比例(P0.05),38个标记极显著偏离预期的(1:2:1)孟德尔分离比例(P0.01),其中43个偏向SN265,19个偏向LTH。偏分离标记共形成10个偏分离区域,其中有6个区域同时出现在在两个群体中。2)RIL群体检测QTL的能力强于F2群体,F2群体共检测到7个控制剑叶性状的QTL(2个控制剑叶长;4个控制剑叶宽;1个控制比叶重),而RIL群体共检测到17个控制剑叶性状的QTL(7个控制剑叶长;5个控制剑叶宽;5个控制比叶重),在两群体中同时检测到的QTL有4个,分别是9号染色体上控制剑叶长的qFLL9; 4号染色体上控制剑叶宽的qFLW4;12号染色体上控制剑叶宽的qFLW12.1和6号染色体上控制比叶重的qSLW6。其中控制比叶重的qSLW6(加性效应值为1.956mg/cm2),极富研究与应用价值。 (3)12个穗部性状和3个籽粒性状在RIL群体中表现为接近正态的连续分布,变异幅度大,呈现双向超亲分离。共检测到控制12个穗部性状的QTL 39个,包括控制穗长的QTL有4个;控制一次枝梗数的QTL有5个;控制二次枝梗数的QTL有3个;控制每穗颖花数的座位有2个;控制每穗实粒数的QTL有2个;控制一次枝梗颖花数的QTL有5个;控制每个一次枝梗上的颖花数的QTL有5个;控制二次枝梗颖花数的QTL有5个;控制每个二次枝梗上的颖花数的QTL有4个;控制结实率的QTL有4个;控制一次枝梗结实率的QTL有2个;控制二次枝梗结实率的QTL有3个。这些QTL分别在第2、4、7、11和12号染色体上形成QTL簇,这一现象很可能是穗部性状显著相关的遗传基础。检测到控制籽粒性状的QTL13个,其中包括控制千粒重的QTL4个;控制粒长的QTL5个;控制粒宽的QTL4个。其中第2染色体RM250-RM207区域同时控制粒长和粒宽,第3染色体中部同时控制粒长和千粒重,第9染色体RM24412-H90区域同时控制粒长、粒宽和千粒重。 (4)对水稻株高及其构成因素进行QTL定位,并与控制赤霉素和油菜素内酯合成及信号转导的相关基因进行比对分析发现。RIL群体的株高及各构成因素均呈正态分布。株高与各构成因素间呈正相关,且相关系数由上至下递减。相邻的构成因素间呈极显著的正相关,而相距较远的构成因素间的相关性减弱甚至负相关,进一步分析表明株高主要受倒1和倒4节间长度的影响。共检测到控制株高及其构成因素的QTL 21个,分布在第1、2、3、5、6、7、8、9、11和12号染色体上。其中位于第9染色体上的QPH9b即直立穗基因EP1(DEP1或qPE9-1)对于水稻的株高起着很重要的作用,其主要通过影响倒1和倒2节间的长度来影响株高,该基因的分子功能与之前发现的众多控制株高的基因均不同,可能是一个种新的调控株高的机制。通过比较21个QTL与赤霉素和油菜素内酯合成及其信号转导相关基因发现,该群体株高的遗传基础极其复杂,根据比较分析的结果提出了株高调控的可能分子机制。 (5)对水稻分蘖期、抽穗期和成熟期的叶绿素含量以及生育后期的持绿能力进行QTL定位分析。检测到5个控制分蘖期叶绿素含量的QTL、7个控制水稻抽穗期叶绿素含量的QTL和10个控制成熟期叶绿素含量的QTL,分布在除第5染色体以外的11条染色体上。比较它们与编码叶绿素合成及降解过程中的重要酶的基因发现,虽然生育前期检测到的QTL较少,但对应的叶绿素合成降解相关基因却较多。随生育期的推移,检测到的QTL数目增多,但对应的叶绿素合成降解相关基因却减少。暗示生育前期大多数叶绿素合成(降解)相关基因表达的水平差异不大,后期控制叶绿素合成降解的个别关键基因表达水平增加。并以此为基础提出了叶片生育后期持绿的两种可能生理基础。 (6)利用F2和RIL群体在第9染色体上RM566-RM160之间鉴定到一个同时控制穗长、秆长和剑叶长的重要区域,暂命名为qPCL9。为了避免其它位点的干扰,利用标记辅助选择筛选到9号染色体长臂目标区段杂合,而背景纯合的剩余杂合单株qPCL9。在该单株衍生的889个F2个体中,未检测到三个性状之间的重组现象,因此我们推测此三个性状由同一个基因控制。因为RHL-qPCL9表现为短穗、短秆(短节间)和短剑叶表型,且其后代分离为短(658):长(231)=2.85:1.00(χ2=0.4593,P0.05)符合3:1的分离比,判断qPCL9为隐性基因。并利用该群体将qPCL9定位在标记RM24423和RM24434之间,根据RAP数据库的注释,该区间为198-kb,包含17个预测基因。考虑基因的表达位置和功能,AK107584(similar to cytochrome P450 monooxygenase CYP92A1)、AKl 11616(similar to elicitor-inducible cytochrome P450)和J065094C22 (similar to cytochrome P450)可能是候选基因,但也不排除其它预测基因的可能。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘刚;鲁绍雄;;利用连锁不平衡进行QTL精细定位的策略[J];家畜生态学报;2006年06期
2 郭士伟;王永飞;马三梅;李霞;高东迎;;一个水稻叶片白化转绿叶突变体的遗传分析和精细定位[J];中国水稻科学;2011年01期
3 官华忠;段远霖;刘华清;陈志伟;卓敏;庄丽君;亓文明;潘润森;毛大梅;周元昌;王锋;吴为人;;水稻包穗突变体esp2的遗传分析与基因精细定位[J];科学通报;2011年10期
4 鲁绍雄;连林生;;畜禽数量性状基因座位的精细定位[J];中国牛业科学;2006年01期
5 李文涛;曾瑞珍;张泽民;丁效华;张桂权;;水稻F_1花粉不育基因座S-b的精细定位[J];科学通报;2006年04期
6 曾晓珊;杨先锋;赵正洪;林菲;王玲;潘庆华;;稻瘟病抗病基因Pia的抗性分析及精细定位[J];中国科学:生命科学;2011年01期
7 何风华;水稻QTL分析的研究进展[J];西北植物学报;2004年11期
8 邵元健,潘存红,陈宗祥,左示敏,张亚芳,潘学彪;水稻不完全隐性卷叶主基因rl_(t)的精细定位[J];科学通报;2005年19期
9 范方军;樊叶杨;杜景红;庄杰云;;水稻色素原基因C的精细定位[J];中国水稻科学;2007年05期
10 李梦;林飞;黄菊;章元明;;QTL精细定位影响因素的数学模型[J];中国农业科学;2008年02期
11 余守武;杨长登;李西明;;QTL精细定位策略及水稻产量相关性状QTL分析[J];中国稻米;2008年03期
12 赵亮;蔡彩平;张天真;郭旺珍;;陆地棉红株基因(R_1)的精细定位[J];科学通报;2009年07期
13 鲍钱江;樊叶杨;於卫东;陈忱;范方军;杜景红;庄杰云;;水稻第6染色体短臂上株高QTL qPH6-1的精细定位[J];中国水稻科学;2009年05期
14 吴立文;姜华;胡江;胡兴明;高振宇;曾大力;朱观林;董国军;钱前;郭龙彪;;一个水稻类树稻突变体(leafy head 3)基因的精细定位[J];中国水稻科学;2009年06期
15 邹声浩;黄珊;郑燕梅;方珊如;施碧红;;水稻抗稻瘟病基因的研究进展[J];安徽农学通报(下半月刊);2009年24期
16 吴超;付亚萍;胡国成;斯华敏;刘旭日;孙宗修;程式华;刘文真;;一个水稻类病变黄叶突变体的鉴定和精细定位[J];中国水稻科学;2011年03期
17 李玉梅;向阳;邓红文;孙振球;;一个基于熵的对疾病基因精细定位的指数(英文)[J];遗传学报;2007年07期
18 向阳;李玉梅;刘再明;孙振球;;一个基于熵的精细定位数量性状位点的指数(英文)[J];遗传学报;2007年04期
19 朱文银;王才林;;作物染色体片段置换系研究进展[J];江苏农业学报;2008年06期
20 韩庆典;陈志伟;邓云;兰涛;官华忠;段远霖;周元昌;林闽川;吴为人;;水稻细菌性条斑病抗性QTLqBlsr5a的精细定位[J];作物学报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张勤;;采用IBD方法在家畜群体中进行QTL精细定位[A];第六届动物遗传学讨论会论文集[C];2002年
2 刘会英;张勤;;IBD方法精细定位QTL的模拟研究[A];中国畜牧兽医学会2003年学术年会论文集[C];2003年
3 杨仲南;Xin-rong Ye;T.Erik Mirkov;Mikeal L.Roose;;柑桔衰退病毒抗病基因的精细定位及该基因位点染色体结构分析[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年
4 井文;万建民;;穞稻与栽培稻杂种花粉不育新基因的发现及精细定位[A];江苏省遗传学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
5 段远霖;李生平;刁志娟;吴为人;;水稻生长发育多效基因DDF1的遗传分析与精细定位[A];2008中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
6 何冰;高东迎;;水稻抗白叶枯基因Xa-25的精细定位[A];江苏省遗传学会植物分子育种学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
7 郑钊;陈由强;张建福;谢华安;;云引稻瘟病抗性基因的精细定位[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年
8 殷跃军;左示敏;张亚芳;陈宗祥;潘学彪;;水稻抗纹枯病主效数量基因座位qSB-9的鉴定和精细定位[A];江苏省遗传学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
9 王孝宣;杜永臣;朱德蔚;高建昌;Luigi Monti;S.Grandillo;;增强番茄果实颜色基因的精细定位[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
10 宋成标;白羊年;;水稻向重力突变基因的精细定位和图位克隆研究[A];海南生物技术研究与发展研讨会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;“鼠”山论剑 谁是英豪[N];电脑报;2003年
2 李超;零售公司新业务的适度距离[N];21世纪经济报道;2006年
3 张诚;器官移植专家彭志海[N];科技日报;2004年
4 胡海波张晓清;张家港保税物流园区业务量领先全国[N];国际商报;2007年
5 通讯员 黄欢记者 陆叶清;从“九死一生”到可治可控[N];上海科技报;2008年
6 记者 钱海红;高血压易感基因位点定位成功[N];健康报;2001年
7 记者郑千里;中科院成果频出一派生机[N];科技日报;2002年
8 银华基金管理有限公司总经理 尚健;以产品细分和创新为驱动力[N];证券时报;2005年
9 李玉成;从细节看华亭[N];平凉日报;2007年
10 ;我国多基因疾病研究实现零的突破[N];中国高新技术产业导报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘华清;水稻花发育关键基因的精细定位和功能冗余性分析[D];福建农林大学;2003年
2 王春台;水稻白叶枯病抗性基因Xa22(t)和Xa24(t)的精细定位和物理图谱的构建[D];华中农业大学;2000年
3 时振英;抗褐飞虱水稻B5基因组文库的构建和第三染色体抗性位点Qbp1的精细定位[D];武汉大学;2003年
4 丁向东;利用系谱传递不平衡检验精细定位QTL[D];中国农业大学;2004年
5 许世峰;散发性结直肠癌高频杂合缺失精细定位及SMAD4基因突变的初步研究[D];复旦大学;2004年
6 谭明谱;水稻白叶枯病抗性基因Xa22(t)的克隆[D];华中农业大学;2004年
7 陈翠霞;南方玉米锈病的抗病性鉴定、抗病基因的遗传分析、分子标记和精细定位[D];山东农业大学;2002年
8 王孝宣;增强番茄果实颜色基因的精细定位及相关基因的差异表达[D];中国农业科学院;2004年
9 马洪丽;水稻穗颈伸长基因EUI1的精细定位与候选基因的克隆[D];福建农林大学;2004年
10 朱宏波;水稻穗颈伸长基因EUI2(t)的精细定位与克隆[D];福建农林大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄靖宇;水稻红莲型细胞质雄性不育育性恢复基因的精细定位及初级物理图谱的构建[D];武汉大学;2003年
2 时克;杂交稻恢复系明恢63抗稻瘟病新基因Pimh(t)的精细定位[D];中国农业科学院;2008年
3 赵仲华;拟南芥开花时间调控基因FLX的精细定位及遗传途径的鉴定[D];山西大学;2006年
4 左慧;水稻抗条纹叶枯病qSTV-11b的精细定位[D];扬州大学;2008年
5 谈应权;玉米两个显性对生基因的SSR分子标记定位[D];安徽农业大学;2005年
6 张学才;利用近等基因系进行玉米矮花叶病抗病基因精细定位及互作效应分析[D];河南农业大学;2008年
7 樊叶杨;水稻矮秆基因d62(t)的精细定位[D];浙江大学;2004年
8 景艳军;水稻细菌性条斑病抗性QTLqBlsr5b的精细定位[D];福建农林大学;2004年
9 杜彦修;两个抗玉米矮花叶病基因的精细定位和作用方式的研究[D];河南农业大学;2004年
10 郑海凤;一个新的水稻白化基因AL13(t)的精细定位及其候选基因的确定[D];西南大学;2014年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978