基于單片段代換系的水稻抽穗期QTL分析.pdf

1、抽穗期決定水稻品種適宜的種植地區(qū)和種植季節(jié)，影響水稻的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)，是重要的水稻育種目標(biāo)之一。探討水稻抽穗期的遺傳本質(zhì)，發(fā)掘和鑒定水稻抽穗期基因并分析其光溫反應(yīng)特性，對(duì)于對(duì)指導(dǎo)育種實(shí)踐和品種推廣均具有重要意義。本研究以遺傳背景一致的染色體單片段代換系為材料，鑒定和定位水稻抽穗期QTL，并分析它們之間的互作關(guān)系，以期獲得準(zhǔn)確可靠的研究結(jié)果，為抽穗期QTL克隆和分子標(biāo)記輔助育種提供的理論依據(jù)。本研究獲得以下主要結(jié)果:
　　(1)次級(jí)單片

2、段代換系的創(chuàng)建。通過(guò)SSR標(biāo)記選擇，從初級(jí)單片段代換系之間的雜交分離群體S1×S2，S1×S3，S1×S4和S1×S5中獲得了20個(gè)純合的次級(jí)單片段代換系，其中8個(gè)代換系的代換片段位于第3染色體且來(lái)源于同一供體，另外12個(gè)代換系的代換片段位于第6染色體，雖然代換片段供體來(lái)源不同，但具有相同或相近的代換區(qū)間。篩選獲得的次級(jí)單片段代換系的代換片段長(zhǎng)度相對(duì)于初級(jí)單片段代換系明顯縮短。
　　(2)利用單片段代換系鑒定水稻抽穗期QTL。自然

3、長(zhǎng)日照條件下，有20個(gè)單片段代換系的代換片段被鑒定出帶有抽穗期QTL。經(jīng)QTL代換作圖分析，共定位出兩個(gè)抽穗期QTL，其中qHD3位于第3染色體短臂末端，qHD6位于第6染色體短臂中部。研究還發(fā)現(xiàn)qHD3和qHD6都具有多種表型效應(yīng)，其中qHD3早抽穗等位基因不僅促進(jìn)抽穗，還降低株高、穗粒數(shù)和千粒重，而qHD6早抽穗等位基因則僅縮短抽穗期和降低株高，對(duì)產(chǎn)量性狀沒(méi)有顯著的影響。
　　(3) qHD3精細(xì)定位及候選基因分析。應(yīng)用雜合的

4、代換系分離群體將qHD3定位于第3染色體短臂SSR標(biāo)記RM14314和RM569之間。通過(guò)擴(kuò)大分離群體，最終將qHD3精細(xì)定位RM14314和RM14320之間到約62.4 Kb的染色體區(qū)間。在qHD3所在的染色體區(qū)間存在一個(gè)MADS-box轉(zhuǎn)錄因子OsMADS50，該基因具有調(diào)控水稻抽穗開(kāi)花的功能。基因序列分析發(fā)現(xiàn)OsMADS50的編碼區(qū)存在一處單堿基轉(zhuǎn)換，內(nèi)含子序列存在兩處變異，其中第二內(nèi)含子上存在一處20個(gè)堿基的缺失/插入，第六內(nèi)

5、含子存在一處單堿基轉(zhuǎn)換。在攜帶不同qHD3等位基因的單片段代換系和受體之間未發(fā)現(xiàn)OsMADS50轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)差異，說(shuō)明上述單片段代換系和受體的抽穗期差異不是通過(guò)改變OsMADS50轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)量來(lái)調(diào)控的。
　　(4) qHD6精細(xì)定位及候選基因分析。應(yīng)用攜帶不同qHD6等位基因的單片段代換系之間的雜交分離群體將另一個(gè)抽穗期基因qHD6定位于第6染色體的短臂中部，qHD6介于SSR標(biāo)記RM587和RM204之間，兩標(biāo)記之間的物理