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水稻RFLP连锁图谱构建及重要农艺性状的遗传分析

王春明  
【摘要】: 本研究以水稻重组近交家系为材料构建了饱和的RFLP遗传图谱,对二点黑尾叶蝉(Nephotettix virexcens Distant)抗生性性状进行了数量性状基因座(QTL)定位和遗传分析,并根据其结果,对抗黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps Uhler)的近等基因系接种二点黑尾叶蝉,研究了水稻对二点黑尾叶蝉抗生性的遗传规律;将抗虫基因两侧的RFLP标记成功地转换成CAPS标记,通过标记辅助选择进行了抗叶蝉基因Grh2的回交转育。此外,还对水稻杂种不育、F_2不育及抽穗期性状进行了QTL作图和遗传分析。结果如下: 1 水稻分子遗传图谱的构建 用籼稻品种ARC10313(父本)与粳稻品种台中65(母本)杂交组合衍生的125个重组自交家系F_(10)世代构建了RFLP连锁图谱。因采用了参照图谱(Harushima 1998,Tsnematsu 1996)中靠近顶端的标记,作成的图谱覆盖全基因组。全图总长1462`4cM,含113个分布匀称的标记,图中标记位置与两个参照图谱基本符合,可以用于各种农艺性状的遗传研究。在染色体3,6,9,10和11上,探测到部分标记的遗传存在偏分离。利用该图谱进行了抗虫和不育性状的QTL定位研究。 2 二点黑尾叶蝉抗生性QTL定位和遗传分析 二点黑尾叶蝉,简称GLH(Green leafhopper),分布几乎遍及所有稻区,是我国长江流域以南及温带亚洲的主要水稻害虫。以台中65(粳稻)/ARC10313(籼稻)的重组近交家系为材料,对CLH抗生性进行全基因组QTL分析,检测出的4 个叮L座位中,有 3个来自于 ARC1们13,还有 1个来自于粳稻品种台中 65。 另一万面,黑尾叶蝉简称GRH(Green rice leafhopper),hi-6k4是4 个抗 GRH的基因。因为本研究在第 3和 11染色体上发现的两个抗 GLH的主效 QTL 分别与已报道的抗肌H基因r肋4和0厂力2位置接近,所以对0了力丫和Grh二的近 等基因系进行GLH接种鉴定和杭生性遗传分析,结果表明同时拥有两个抗GRH基 因的近等基困系(基因型 CfhZ/ffoZ CkhErbhFk4),对矾H表现高抗。已报道的 抗从H的基因有9个(0hi-g肋尺 0功,其中G力、Wb3和W力6分别位于第 4、10和 5染色体上,而其它抗队H基困的住点不详。本研究在第 3和 11染色 体上检测到的这两个新的抗肌H基因,其位置和效应与2和a竹4基本一致。 3抗GRH基困的回交转育和分子标记辅助选择 水稻品种DV85抗黑尾叶蝉基困6rkZ位于第11染色体上,台中65为一个 综合性状好但对黑尾叶蝉敏感的品种。OSP和W40为0厂力2两侧的RFLP标记, 本研究将这两个标卡己成功地转换为在亲本间具有多态的CAPS标卡己。并以台中65 作为轮回亲本与抗性品种DV85连续回交得到回交高代BC人群体,在进行抗叶蝉 性状的表型选择的同时,利用M2基因两侧的CAPS标记对枕J;进行了标记辅 助选择,这样所选出的个体具有台中 6 5的遗传背景且携带纯合 CrhZ基因,可作 为聚合抗叶蝉基因培育新品种的重要中间材料。利用所获得的分子数据和抗性数 据计算了两个CAPS标记与2的连锁距离,分析了该选择方法的效果。所采用 的 DNA简易提取法、CAPS引物设计和CAPS标记辅助选择等配套方法具有快速、 易行、高效的特点,因而可以广泛应用于水稻各重要农艺性状的选育改良中。 一水稻F;不育性状的遗传研究 以台中 6 5(粳牙)/ARC 313(粗稻)的重组自交家系 F;。代材料与亲本台 中65回交得到回交F;代群体(即BF;家系),观察其小穗不育和花粉不育性状进 2 行叮L分析,检测出3个。J、穗不育和1个花粉不育叮L,而且有1个。1、穗不育位 点和花粉不育位点重叠于第 7条染色体的 RFLP标iC R1789处,该座位与已报道 的恢复基因Rf4对应。 5水稻 F。不育蛐穗期性状遗传研究 以台中65(粳稻)侣hadua(4i稻)杂交F;代群体构建的RFLP连锁图谱, 含 9 4个分布较为均匀的标i乙 对 F厂小穗不育性状进行单点分析和区间分析的结 果基本一致:有两个巳小穗不育叮L座位分别位于染色体1的砌N厂-伽”帖 之间和染色体8的C187--opb3P厂之间,而且该两个OTL均为新检测出的座位; 检测出5个抽穗期OTL,其中3个座位在单点分析和区间分析中的结果一致,分 另位于染色体1 的砌bll 3 工地夕46,染色体4的ogj-*3工 O“-O121染 色体8的o6个0121,另外,染色体6的砌bZ厂为单点分析结果,染色体10 的R71dC40)为区间分析结果。由于染色体1上的F;不育叮L和抽穗期叮L重 叠,该OTL效应是属于遗传效应还是属于环境效应(迟抽穗)所致有待于进一步 研究。位于染色体 1和 10上的抽穗期 OTL座位为新检测的座位。


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