富铁水稻种质资源筛选及籽粒铁含量遗传分析和QTL定位

【摘要】铁是人体维持正常生理功能不可缺少的微量元素。本研究利用原子吸收光谱法测定了102份宁夏水稻种质资源籽粒铁含量,筛选出富铁水稻种质材料；分析了不同品种籽粒铁含量的差异,探讨了水稻籽粒铁含量与粒形性状的相关性。同时,利用籽粒铁含量高的宁农黑粳与铁含量低的京香1号杂交获得杂交F1,自交获得F2分离群体,对杂交亲本、F1及F2分离群体的籽粒铁含量进行遗传分析；构建出水稻分子遗传连锁图谱,并对控制籽粒铁含量的基因进行了QTL定位及效应分析,检测出水稻籽粒铁含量基因QTL位点的数目及所在染色体的位置,为宁夏富铁水稻育种奠定基础。研究结果如下：1、利用原子吸收光谱法检测102份水稻种质资源籽粒的铁含量发现,水稻籽粒铁含量在不同品种间的变异范围为7.75-80.93mg/kg,差异显著,含铁量低的品种居多；对宁夏水稻品种与外引品种的籽粒铁含量进行t测验比较,结果表明,宁夏本地品种与外引品种的籽粒铁含量差异不显著。2、从102份水稻种质资源中筛选出了4个富铁水稻品种,分别是矮血糯、宁农黑粳、长粒5号以及杨和白皮稻。其铁含量分别为80.93mg/kg、48.44mg/kg、36.25mg/kg和25.00mg/kg。3、水稻籽粒铁含量与粒长、长宽比呈正相关,分别达到极显著和显著水平；与粒厚呈极显著负相关；而与粒宽和千粒重相关性不显著。其中几个籽粒铁含量较高的品种中,宁农黑粳和矮血糯均属于黑稻品种,说明高铁含量可能与黑稻的色素相关。4、对杂交亲本、F1及292个F2单株籽粒铁含量做频率分析,铁含量的平均值接近于低亲值,并出现了超双亲的现象；籽粒铁含量整体表现为向低含量的单峰偏态分布,可推断出水稻籽粒铁含量是由多基因控制的数量性状遗传,适合于进行QTL分析。5、利用区间作图法,对“京香1号/宁农黑粳”杂交组合F2分离群体的172个单株作SSR标记分析,绘制了一张遗传连锁图谱,其中包含130个SSR标记,覆盖整个水稻基因组约3183cM,标记间平均距离为24.48cM。6、利用区间作图分析,对F2群体水稻籽粒铁含量进行QTL定位,检测出与铁含量相关的QTLs共8个,分别位于3、4、5、7、9和12号染色体上,贡献率范围为6%-12%。8个位点的增效等位基因均来自铁含量高的亲本宁农黑粳。其中4号染色体上检测到3个与铁含量相关的QTL位点,这3个QTLs位于染色体上3个相邻的区段内,分别是RM6997-RM3367,RM3397-RM1155,RM1155-RM6997,贡献率分别为12%,11%,12%,此基因组区段可能存在控制铁元素合成代谢的基因簇。4、9、12号染色体上的基因位点贡献率相对较高,在分子标记辅助选育高铁含量水稻材料时应作为重点检测的位点。
【作者】王辉；
【导师】李培富；
【作者基本信息】宁夏大学，作物遗传育种，2014，硕士
【关键词】水稻；种质资源；铁含量；粒形性状；相关性；QTL；

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