水稻两个染色体片段置换系群体的构建及产量相关性状QTL定位

【摘要】染色体片段置换系(chromosomesegmentsubstitutionlines,CSSLs)是利用一系列的杂交、回交、自交和分子标记辅助选择相结合的方法建立起来的覆盖植物基因组的一系列的近等基因系。利用遗传背景相对纯合的染色体片段置换系可以提高QTL定位的精确性。利用遗传背景相同的CSSL之间杂交,可以将不同片段上的多个优良基因快速聚合,培育出具有更多优良性状的新品种。水稻是世界上最主要的粮食作物之一,养活全球一半人口。中国每年水稻种植面积3070万公顷左右,其中籼稻种植面积为2240万公顷,粳稻种植面积为830万公顷。在籼稻种植区域,杂交籼稻占78%；在粳稻种植区域,杂交粳稻所占比例仅为5%左右。杂交粳稻还有很大发展空间,关键在于提高产量的竞争优势和制种产量。为此,本研究开展了以下三项研究：一是利用粳稻恢复系R254作为供体亲本,高产粳稻品种宁粳1号作为受体亲本,构建了一套宁粳1号遗传背景的R254染色体片段置换系群体CSSL-R;二是利用这套CSSL-R群体对9个产量相关性状进行了QTL定位；三是利用特大剑叶角度的粳稻地方品种A7444为供体亲本,籼稻著名品种9311为受体亲本,构建了一套9311遗传背景的A7444染色体片段置换系群体CSSL-A.两套染色体置换系群体的构成特点和产量相关性状QTL定位结果分述如下。1.CSSL-R群体由86个置换系组成,覆盖了87.26%的R254的基因组。CSSL-R群体中含有5、6、7、8、9、10、11、12个片段的置换系分别有4、15、17、16、12、4、6、7个,有5个置换系含有超过12个置换片段。在两年各2次重复的随机区组试验中,鉴定出4个优良的置换系材料宁R-97,宁R-114,宁R-128,宁R-140,其谷粒产量均极显著高于宁粳1号。通过与BT型细胞质的粳稻雄性不育系6427A测恢,获得28个穗型为半直立的粳稻恢复系材料,其中包含前述宁R-97,宁R-128,宁R-140这3个优良的置换系。宁R-97,宁R-128,宁R-140是本研究获得的优良的半直立穗型恢复系。2.利用CSSL-R群体,根据单向方差分析和代换作图法对产量相关性状QTL进行了检测。在2011和2012年两年都检测到的QTL有53个,分别为12个抽穗期QTL,1个株高QTL,7个穗长QTL,1个每穗总粒数QTL,1个每穗实粒数QTL,6个结实率QTL,17个千粒重QTL,7个单穗重QTL,1个单位面积产量QTL。3.CSSL-A群体由68个置换系构成,覆盖了供体A7444的全部基因组。在这68个置换系中,有8个置换系仅含有1个供体片段,11个置换系含有2个供体片段,8个置换系含有3个供体片段,10个置换系含有4个供体片段,12个置换系含有5个供体片段,4个置换系含有6个供体片段,4个置换系含有7个供体片段,4个置换系含有8个供体片段,另外7个置换系所含片段多于8个。该染色体片段置换系群体能很好的代表粳稻A7444的基因型,为研究粳稻特异种质资源A7444有利等位基因在籼稻遗传背景中的表达特性提供了材料基础。
【作者】刘晓丽；
【导师】洪德林；
【作者基本信息】南京农业大学，作物遗传育种，2013，硕士
【关键词】粳稻；染色体片段置换系；构建；产量相关性状；QTL定位；半直立穗型恢复系；

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