论文部分内容阅读
籼稻和粳稻是栽培稻的两个亚种,籼粳亚种间的杂种优势利用一直是杂交水稻育种的目标。作为最先完成全基因组测序的两个水稻品种,粳稻日本晴和籼稻9311已经成为开展水稻基因的功能,重要农艺性状和经济性状的遗传规律,亚种间杂种优势分子机制等研究的模式材料。大量研究表明籼粳亚种间农艺性状体现出明显的超亲优势,但有关亚种间遗传差异与农艺性状的关联关系还缺乏深入研究。本研究以日本晴与9311重组自交系F18群体为研究材料,开展主要农艺性状变化规律和分子遗传分析,旨在促进解析籼粳亚种间基因与农艺性状的关联关系。主要结果如下:1.供研究的963个株群其株高、穗长、剑叶长、分蘖数等主要农艺性状呈现正态分布;它们的偏度、峰度绝对值都≤1且均呈连续性变异,受到微效多基因的控制,可以对其进行数量性状QTL定位。各性状变异情况存在差异,其中散生、叶色、剑叶宽性状变化幅度较小,受自身遗传效应影响较大;剑叶长、穗长、株高、分蘖数性状变化幅度较大,易受外界环境影响。2.相关性及回归分析发现由7个农艺性状相互间构成的21对性状组合中,10对性状组合间存在显著或极显著差异关系,其余性状组合间呈现不同的正向或负向相关联系,各性状组合间具有密切的线性关系,存在QTL连锁可能性很高。3.多元逐步回归分析得到最优总方程式:株高=91.23+1.38穗长+0.08剑叶长-2.35剑叶宽-0.05分蘖数-1.8叶色-3.13散生,散生对株高影响率最大,穗长对株高贡献率最大,其他性状与株高无显著关系。以株高为控制变量进行线性偏相关性分析:穗长对株高贡献率最大且能解释株高性状19.84%总变异。通过采用统计学backward elimination方法得到株高与其他性状最优模型:株高=84.95+1.43穗长-2.8散生,决定系数R2=0.2086,解释株高20.86%的总变异。K-means均值聚类方法将群体分成四大类,不同类群间最终聚类中心距离不同,籼粳血缘偏向性各有差异。4.通过对日本晴/9311后代Dxj-12、Dxj-25、高秆基因池、矮秆基因池全基因组测序分析质控获得52.59 Gbp有效数据,Q30达到80%,平均测序深度35.11X。与日本晴基因组平均比对效率为79.52%,平均覆盖深度为25.50X,基因组覆盖度为93.46%。双亲各自的SNP位点中,矮秆亲本Dxj-12含32%粳型位点,高秆亲本Dxj-25含21%粳型位点。SNP和InDel关联分析的交集结果得到一个位于8号染色体上物理位置11,100,000-15,450,000 bp,总长度为4.35 Mb的与株高性状相关的侯选区域,该区域内共注释到基因676个,其中非同义突变基因388个,移码突变基因132个。该结果为后续基因克隆及功能研究奠定了基础。