超級雜交稻協(xié)優(yōu)9308重組自交系構(gòu)建及若干性狀的QTL定位.pdf

1、本研究利用超級雜交稻協(xié)優(yōu)9308的保持系協(xié)青早B和恢復(fù)系中恢9308為親本雜交，后代以單粒傳方法構(gòu)建RIL群體、以協(xié)青早B/RILs構(gòu)建BC1雜種群體為材料，應(yīng)用163個SSR標記建立遺傳連鎖圖譜，對12個主要農(nóng)藝性狀、籽粒中若干微量元素含量及它們的雜種優(yōu)勢進行了多年份多環(huán)境QTL定位研究，主要結(jié)果如下： 1.將281個株系組成的RIL群體，種植于海南(HN06、HN07)和浙江(ZJ06)兩地，考察單株產(chǎn)量(GYD)、株高(P

2、H)、抽穗期(HD)、單株穗數(shù)(NP)、穗長(PL)、一次枝梗(PRB)、二次枝梗(SPB)、著粒密度(GD)、每穗總粒數(shù)(TNSP)、每穗實粒數(shù)(NFGP)、結(jié)實率(SF)、千粒重(TGWT)等12個主要農(nóng)藝性狀，從695個SSR標記中篩選應(yīng)用163個多態(tài)性SSR標記，構(gòu)建分子遺傳連鎖圖，應(yīng)用WindowsQTLCartographer2.5的CIM方法檢測QTL。結(jié)果構(gòu)建成的分子遺傳圖譜含163個SSR標記，總圖距約1578.9cM

3、，標記間平均圖距為9.69cM，覆蓋水稻基因組87.5％。在HN06試驗中檢測到9個農(nóng)藝性狀的39個主效QTLs；在HN07試驗中檢測到12個農(nóng)藝性狀的54個主效QTLs：在ZJ06試驗中檢測到12個農(nóng)藝性狀的46個主效QTLs。三組試驗共檢測到88個QTLs，分布在全部12條染色體上。其中單株產(chǎn)量檢測到9個QTLs，株高檢測到7個QTLs，抽穗期檢測到9個QTLs，單株穗數(shù)檢測到7個QTLs，穗長檢測到7個QTLs，一次枝梗檢測到8個

4、QTLs，二次枝梗檢測到9個QTLs，著粒密度檢測到6個QTLs，每穗總粒數(shù)檢測到7個QTLs，每穗實粒數(shù)檢測到11個QTLs，結(jié)實率檢測到4個QTLs，千粒重在檢測到3個QTLs。單個QTL對群體性狀表型變異的貢獻率為2.29％～31.17％?？刂浦饕r(nóng)藝性狀的QTLs基本以加性作用為主，上位性效應(yīng)和環(huán)境互作效應(yīng)影響不大。同一區(qū)間控制不同性狀的QTLs、不同區(qū)間控制同一個性狀的QTLs在遺傳作用模式、效應(yīng)方向和效應(yīng)大小上存在一定差異。

5、在三組試驗中都穩(wěn)定檢測到的有包括7個主要農(nóng)藝性狀的15個共同QTLs：qPH-2，qPH-3，qPH-6-2；qHD－6-2，qHD-10；qNP-3；qPL-1，qPL-6-1；qTNSP-1，qTNSP-2，qTNSP-3；qNFGP-1，qNFGP-3-2，qNFGP-6-2；qTGWT-3。這些共同QTL，尤其是第3染色體RM168-RM143區(qū)間控制每穗總粒數(shù)的qTNSP-3、控制每穗實粒數(shù)的qNFGP-3-2和控制單株穗數(shù)的

6、qN-3，其加性效應(yīng)值、貢獻率較大，可以考慮下一步進行QTL精細定位和克隆。 2.以協(xié)青早B為母本、以RILs為父本配制獲得BC1雜種群體，種植于海南(HN07F)和浙江(ZJ06F)兩地，以中親優(yōu)勢值考察計算12個主要農(nóng)藝性狀的雜種優(yōu)勢表型。利用RIL群體遺傳圖譜，應(yīng)用WindowsQTLCartographer2.5檢測QTL，結(jié)果在HN07F試驗中檢測到除單株穗數(shù)外11個主要農(nóng)藝性狀的29個主效雜種優(yōu)勢QTLs；在ZJ06

7、F試驗中檢測到除單株產(chǎn)量和單株穗數(shù)外10個農(nóng)藝性狀的18個主效雜種優(yōu)勢QTLs。二組試驗共檢測到41個雜種優(yōu)勢QTLs，分布在水稻1、2、3、4、6、7、8、10等染色體上。其中單株產(chǎn)量檢測到3個雜種優(yōu)勢QTLs，株高檢測到6個雜種優(yōu)勢QTLs，抽穗期檢測到4個雜種優(yōu)勢QTLs，穗長檢測到3個雜種優(yōu)勢QTLs，一次枝梗檢測到3個雜種優(yōu)勢QTLs，二次枝梗檢測到2個雜種優(yōu)勢QTLs，著粒密度檢測到4個雜種優(yōu)勢QTLs，每穗總粒數(shù)測到7個雜

8、種優(yōu)勢QTLs，每穗實粒數(shù)檢測到4個雜種優(yōu)勢QTLs，結(jié)實率檢測到4個雜種優(yōu)勢QTLs，千粒重檢測到1個雜種優(yōu)勢QTL。單個QTL對群體性狀表型變異的貢獻率為3.15％～18.18％?？刂浦饕r(nóng)藝性狀的雜種優(yōu)勢QTLs以加性作用為主，上位性效應(yīng)和環(huán)境互作效應(yīng)影響較小。同一區(qū)間控制不同性狀的雜種優(yōu)勢QTLs、不同區(qū)間控制同一個性狀的雜種優(yōu)勢QTLs在遺傳作用模式、效應(yīng)方向和效應(yīng)大小上存在一定差異。在兩組試驗中穩(wěn)定檢測到6個共同雜種優(yōu)勢QT

9、Ls：qPHH-8、qPLH-6、qGDH-8、qNFGPH-7、qSFH-7、qTGWTH-3。 3.以RILs和對應(yīng)BC1雜種群體，種植于杭州(HZ、HZF)和富陽(FY)兩地，成熟后收獲種子，采用石墨爐原予吸收(GFAAS)、全譜直讀電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)方法測定籽粒中鎘(Cd)、銅(Cu)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)等5個微量元素含量，單位為2mg·kg-1。應(yīng)用WindowsQTLCa

10、rtographer2.5軟件檢測QTL，結(jié)果在HZ試驗中檢測到4個微量元素含量的9個QTLs；在FY試驗中檢測到3個微量元素含量的5個QTLs；在HZF試驗中檢測到3個微量元素含量的4個雜種優(yōu)勢QTLs。共檢測到16個QTLs散布在水稻第1、3、4、5、6、7、8、11染色體上。其中鎘元素檢測到3個QTLs、2個雜種優(yōu)勢QTLs，銅元素檢測到2個QTLs、1個雜種優(yōu)勢QTLs，錳元素檢測到5個QTLs、1個雜種優(yōu)勢QTL，鋅元素檢測到

11、2個QTLs。單個QTL對群體性狀表型變異的貢獻率為4.23％～14.84％?？刂莆⒘吭睾康腝TLs以加性作用為主，未檢測到上位性效應(yīng)。檢測到控制鎘、銅、錳元素含量的3個共同QTLs：qCDCN-7、qCUCN-4、qMNCN-3，其真實性更高，可能應(yīng)用于功能性水稻分子育種。 4.QTL定位研究發(fā)現(xiàn)多個重要QTL聚集區(qū)間、一因多效廣泛存在。如第1染色體頂部RM1－RM3746區(qū)間(17.7cM)和相鄰RM3746－RM535

12、9區(qū)間(5.3cM)，檢測到7個農(nóng)藝性狀QTLs、1個農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢QTL、1個微量元素QTL；第3染色體著絲粒附近RM6283-RM7370區(qū)間(4.3cM)和相鄰RM282-RM6283區(qū)間(28.4cM)檢測到4個農(nóng)藝性狀QTLs、1個農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢QTL、1個微量元素QTL；第3染色體長臂RM168-RM143(29.8cM)區(qū)間，檢測到7個農(nóng)藝性狀QTLs、1個農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢QTL；第3染色體底部RM148-RM85區(qū)間

13、(2.9cM)，檢測到1個農(nóng)藝性狀QTL、2個農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢QTLs；第6染色體項部RM587-RM510區(qū)間(2.4cM)，檢測到2個農(nóng)藝性狀QTLs、3個農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢QTLs；第6染色體著絲粒附近RM6302-RM3330區(qū)間(9.0cM)及相鄰RM3330-RM564(8.1cM)區(qū)間，檢測到4個農(nóng)藝性狀QTLs、7個農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢QTLs、1個微量元素雜種優(yōu)勢QTL；第7染色體著絲粒附近RM180-RM2區(qū)間(9.1cM

14、)和相鄰RM2-RM320區(qū)間(12.1cM)，檢測到9個農(nóng)藝性狀QTLs、8個農(nóng)藝性狀雜種優(yōu)勢QTLs、3個微量元素QTLs、1個微量元素雜種優(yōu)勢QTL。另外，在第2染色體頂部RM3865－RM6247區(qū)間(9.0cM)及相鄰RM6247-RM71區(qū)間(14.6cM)，第4染色體底部RM241-RM6992區(qū)間(6.5cM)、第8染色體短臂RM25-RM5556區(qū)間(4.9cM)和第10染色體長臂RM271-RM6704區(qū)間(6.9c