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水稻半不育性的遗传分析

俞伟伟  
【摘要】:1991年,日本京都大学池桥宏教授在日本千叶县的粳稻品种日本晴大田中发现了一株半不育(结实率在40%左右)突变植株,该半不育株自交后出现了正常可育与半不育两种类型的分离,但其分离比例没有规律。其后,将半不育株和可育株自交,筛选半不育株。直至1996年,在20个半不育株系中获得了13个半不育性稳定遗传的株系。本研究以其中的一个半不育株系W207-2为研究对象,分别与其野生种日本晴和广亲和品种CPSL017杂交构建F_2群体、BC-1F_1群体及F_(2:3)家系,进行半不育性的遗传分析;以w207-2/CPSL017的F_2群体为材料,利用SSR分子标记技术,构建了一张包含118个SSR标记的分子连锁图谱;并且以该图谱为基础,在排除杂种不育基因的干扰下,对水稻半不育QTLs进行定位。结果如下: 1 水稻半不育性的遗传分析 对半不育株系W207-2及其与日本晴、CPSL017构建的正反交F_1、F_2群体、BC_1F_1群体和F_(2:3)家系的分析表明,本研究中的半不育性受隐性核基因的控制,与细胞质效应无关。 2 水稻分子连锁图谱的构建 以半不育突变株系W207-2和广亲和品种CPSL017为亲本构建F_2作图群体,应用SSR分子标记技术,构建了一张包含118个SSR标记的遗传连锁图谱。该图谱覆盖基因组总长度1898.8cM,标记间平均距离约16.09cM。用于作图的118个标记中有112个标记的排列顺序与已发表的分子图谱中的顺序一致。 3 水稻半不育QTLs的定位 利用MAPMAKER/QTL1.1软件,对水稻半不育QTLs进行定位。在F_2群体中检测到1个花粉半不育QTL,位于第8染色体标记RM152和Rbt6863之间,贡献率为71.8%;检测到2个小穗半不育QTLs,分别位于第8染色体标记RM152和RM6863之间和第10染色体标记RM228和RM333之间,贡献率分别为85.9%和34.6%。在F(2:3)家系中检测到2个花粉半不育QTLs,分别位于第7染色体标记RM118和RM172之间和第8染色体标记RM152和RM6863之间,贡献率分别为7.8%和47.2%;检测到3个小穗半不育QTLs,分别位于第3染色体标记RM168和RM143之间、第7染色体标记RM234和RM118之间和第8染色体标记RM152和RM6863之间,贡献率分别为20.3%、8.0%和55.3%。 比较不同世代中检测到的半不育QTLs,可以发现:F_2群体中,第8染色体标记 学位论文水稻半不育性的遗传分析 RM152和RM68时之间检测到的小穗半不育QTL与花粉半不育QTL位于同一个区域,并 且对应的峰值与标记RMI 52的遗传距离都是7.ocM。因此,本研究认为检测到的这两 个QTL是同一个位点,它是一个花粉半不育QTL,通过引起花粉半不育最终导致小穗 半不育。另外,在第10染色体标记RMZ 28和RM333之间检测到一个小穗半不育QTL, 但在这个区域没有检测到花粉半不育QTL,表明检测到的这个QTL与花粉的育性无关, 可能是一个受雌配子影响的半不育QTL。这两个QTLs所在位点对应的LOD值和贡献率 都较大,是两个主效QTL:。在FZ:,家系中检测到的位于第3和7染色体上的半不育QTLs 所对应的LOD值和贡献率都较小,因此,本研究中的半不育性是受两个主效QTLs控 制,分别位于第8染色体的标记RM152和RM6863区域和第10染色体的标记RM228和 RM333区域,此外一些微效QTLs也对半不育性起作用。 4水稻作图群体‘中分子标记的偏分离 牙!!用构建的水稻分子连锁图谱,对其中118个SSR标记的基因型频率进行分析, 检测作图群体中分子标记的偏分离情况。结果发现:118个SSR标记中有12个标记位 点检测到偏分离,分别位于第3、4、5、6、7、8、9和12染色体。然而,在检测到 半不育QTLs位点附近的标记都没有发生偏分离现象,说明本研究中检测到的半不育 QTLs没有受到偏分离标记的影响,具有一定的准确性。


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