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稻米品质的分子遗传剖析及辐射诱变群体中水稻粒形突变体的鉴定

楼珏  
【摘要】:稻米品质的遗传改良是水稻育种的重要目标。由于稻米品质相关性状由多基因控制,且易受环境条件的影响,因此利用传统的育种方法改良这些性状效率较低。本研究通过构建南洋占/川7 RILs群体的遗传连锁图谱,利用该群体对三个环境条件下稻米品质的粒长(Grain Length,GL)、粒宽(Grain Width,GW)、长宽比(LengthWidth Ratio,LWR)、千粒重(Thousand Grain Weight,TGW)、出糙率(Brown RiceRatio,BRR)、精米率(Milled Rice Ratio,MRR)、整精米率(Head Rice Ratio,HRR)、直链淀粉含量(Amylose Content,AC)和蛋白质含量(Protein Content,PC)等9个性状的分子遗传剖析。通过标记辅助选择,构建了一个同时控制多个性状主效QTLs位点的近等基因系。此外,利用γ射线辐照南洋占和川7,获得粒形上创新的新种质。主要结果如下: 1.在考察的所有稻米品质性状中,川7与南洋占在GL、GW、LWR、TGW和HRR间表现为极显著差异。对于RILs群体而言,GL、LWR、TGW和HRR表现出类似于双峰分布,暗示他们可能受到一个主效基因的控制;其他性状呈近似正态分布,表明他们受多基因控制。 2.构建了南洋占/川7 RILs群体的遗传连锁图谱,185个SSR标记均匀的分布在12条染色体上,总长1585.9cM,标记间的平均间距为8.57cM,有26.9%的标记发生了偏分离。 3.2004年在上海(E1)、2006年在上海(E2)和海南(E3)对亲本与群体进行了种植。根据两年两点的稻米品质性状表型数据进行QTLs定位,分别在E1中共检测到15个主效QTLs和50对上位性QTLs,在E2中共检测到41个主效QTLs和47对上位性QTLs,在E3中共检测到38个主效QTLs和29对上位性QTLs控制GL、GW、LWR、TGW、BRR、MRR、HRR、AC和PC性状,其中有5个QTLs区间和2对上位性QTLs在不同环境下被重复检测到。 4.利用三个环境条件下的表型数据进行联合QTLs定位,检测到20个主效QTLs和21对上位性QTLs控制GL等9个性状,其中仅有AC的3个主效QTLs与环境存在互作。根据联合QTLs定位的结果可知,除了GW性状主要是上位性QTLs在遗传效应中起主导作用外,其他8个性状都是主效QTLs起主导作用。在第2、3和6染色体上定位到3个QTLs簇,同时影响着多个性状,后两个分别对应着GS3和Wx基因。 5.利用分子标记辅助选择的方法,构建第3染色体RM3204-RM6283区段控制GL、LWR、TGW、MRR和HRR等性状的主效QTLs的近等基因系。 6.利用γ射线对南洋占和川7进行辐照,以粒形变异为主要选择标准,分别获得了96个南洋占稳定突变株系和112个川7稳定突变株系,涉及粒、穗、茎、叶、育性和稻米品质等各类变异。分别选择有代表性的23个南洋占和45个川7株系,在M_7和M_8世代进行农艺性状和品质性状的考察和分析,鉴定这些辐射诱变创造的新种质。


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