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不同环境下水稻重要农艺性状的QTL定位分析

刘国玲  
【摘要】: 目前,水稻产量潜力的增加主要依赖于形态改良和杂种优势的利用。近年来,水稻的产量增加速率明显下降,这可能与人们对水稻生长和产量的遗传基础了解不多有关。水稻的农艺性状及产量相关性状都是多基因控制的数量性状,而QTL的主效,上位性效应及其与环境的互作是数量性状遗传研究的重要组成部分。本研究利用源于我国的珍汕97B和明恢63为亲本衍生的重组自交系群体(F11,F12),分别于2008年和2009年在武穴试验田进行大田试验,在施磷和不施磷条件下对株高、分蘖两个发育性状和抽穗期叶面积指数、成熟期株高,抽穗期生物量和成熟期生物量共6个农艺性状进行了QTL定位分析及上位性检测。主要研究结论如下: 1.两年两种供磷方式下不同发育阶段检测到分蘖的条件和非条件QTL共97个,分布在12条染色体上,不同环境下多个时期能够同时检测到的三个区间:第1染色体的R1128b-RM81A、第5染色体的RG360-R3166和第9染色体的RG667-RG570。说明在这3个区段可能存在分蘖基因,因此这3个区段值得进一步的进行基因鉴定和精细定位。 2.两年两种供磷方式下不同发育阶段检测到株高的条件和非条件QTL共49个,分布在除了第2、5、12染色体外的其他9条染色体上。不同环境下多个时期能够同时检测到的区间:第7条染色体的RZ471-RG678区段内,这应该是株高QTL精细定位的重要区段。 3.两年两种供磷方式下共检测到4个控制成熟期株高的QTL,均位于7号染色体上。08年两种供磷方式下都检测到了相同的QTL,位于RG128-RG528区间。09年两种供磷方式下也检测到了相同的QTL,位于R1440-C1023区间,且四个QTL的加性效应均来自父本明恢63。 4.两年两种供磷方式下共检测到8个控制抽穗期叶面积指数的QTL,它们分别位于第1、4、6、7和11五条染色体上。08年不施磷和施磷情况下检测到一个相同的QTL,位于第7条染色体的RZ471-RG678标记区间,分别解释表型变异的26.85%和9.16%。09年不施磷情况下共检测到2个QTL,解释总表型变异的31.95%。但施磷情况下没有检测到主效QTL,说明可能存在QTL与环境(供磷方式)的互作。08年施磷和不施磷条件下还分别检测到2个QTL,它们都分布在第6、11染色体上。8个QTL中6个增效基因来自父本明恢63。 5.两年两种供磷方式下共检测到6个控制抽穗期生物量的QTL,分别分布在第7、10和11三条染色体上。09年两种供磷方式及08年施磷条件下都检测到了相同的QTL,位于第7染色体的R1440-C1023标记区间,QTL贡献率分别为32.64%、24.33%和13.52%。这个QTL在多个环境中都被检测到,说明它可能是控制抽穗期生物量的主效基因。检测到的6个QTL的增效等位基因均来自明恢63。 6.两年两种供磷方式下共检测到9个控制成熟期生物量的QTL,分布在第6、7、10和11这四条染色体上。08年两种供磷方式及09年不施磷条件下都检测到了相同的QTL,位于第11染色体的R2918-CD0127标记区间,QTL贡献率分别为10.62%、14.41%和13.34%。这个QTL在多个环境中都被检测到,说明它可能是控制成熟期生物量的主效基因。08年施磷和不施磷条件下在第7染色体的R1245-RZ471区间也检测到了相同的QTL,检测到的9个QTL中8个增效基因均来自父本明恢63。 7.“一因多效”现象普遍存在,相关性大的性状定位在相同或相近的标记区间。 8.上位性效应及与环境互作分析表明,存在11对主效QTL与环境的互作,但不存在上位性位点与环境的互作。


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