论文部分内容阅读
水稻是世界上最重要的粮食作物之一。随着生产的发展和人民生活水平的提高，人们对稻米的品质提出了更高的要求。水稻的饭粒延伸性(Cooked rice elongation，CRE)是饭粒长度与米粒长度的比值，是由多个微效基因控制的数量性状。饭粒延伸性是评价稻米蒸煮食用品质的重要指标之一，利用单片段代换系(Single segment substitution line，SSSL)对其进行QTL的定位和聚合对于提高稻米品质具有重要意义。本研究利用20份以Basmati385和Basmati370为供体亲本的单片段代换系鉴定饭粒延伸性QTL并进行环境稳定性检测；利用6个饭粒延伸性较好的单片段代换系与受体华粳籼74(Hua-jing-xian74，HJX74)回交，筛选次级单片段代换系，并用这些材料进行饭粒延伸性QTL的次级代换作图；同时，我们还选出的6个饭粒延伸性好的聚合系相互杂交获得多片段聚合系，并对其进行表型测定，分析饭粒延伸性QTL之间的聚合效应和上位性互作。
1.在2007年早晚季利用20个以Basmati385和Basmati370为供体亲本的单片段代换系，对饭粒延伸性QTL进行了定位。本试验在早晚季节不同环境下鉴定出的QTL结果是一致的，20个SSSL全部检出了QTL。两季共检出的13个饭粒延伸性QTL分布于水稻第1、2、3、4、8、9和12染色体上。13个QTL的区间长度范围是从2.5到30.0cM，其中有8个QTL的长度小于10.0cM。13个QTL的加性效应的变异范围是从2.81％到6.61%，解释了6.55%到15.86%的表型变异。1个QTL是负效应的，其它12个QTL是正效应的。在13个QTL中，有5个QTL应该与其他群体定位的QTL有共同区域，8个QTL在不同的位置。
2.利用饭粒延伸性较好的6个单片段代换系与华粳籼74回交，通过微卫星标记的检测和筛选，于2009年早晚季和2010年早季共筛选到52个次级单片段代换系，其中不重复的有33个。次级代换片段的长度变异范围为77.88～7574.64kb，平均长度是1762.63kb，较原代换片段平均缩短了1796.19kb。其中有4个次级代换片段为单标记，有9个次级代换片段的长度不超过1000kb。较短的次级单片段代换系是QTL定位和克隆的优良材料。2010年晚季种植6个单片段代换系和新获得的52个次级单片段代换系构建重叠群，对饭粒延伸性QTL进行了次级代换作图。新定位了2个QTL，gCRE-2-3和gCRE-8-3。精细定位后的QTL的区间长度范围是从77.88到1899.31kb，平均长度是731.40kb。3个QTL的长度小于500kb，其中，1个QTL qCRE-3-2被限定在80kb以内。
3.将饭粒延伸性较好的6个聚合系相互杂交，通过微卫星标记的检测和筛选，于2009年早晚季和2010年旱季共得到13个多片段聚合系纯合体，其中四片段聚合系有10个，五片段聚合系有3个。2010年晚季对不同QTL数的材料进行表型测量，表型与基因型相结合，对饭粒延伸性QTL的聚合效应和上位性互作进行了分析。通过不同QTL数的材料之间的比较，发现随着聚合的QTL数的增多，饭粒延伸性总体上呈不断增加的趋势。在由7个带有饭粒延伸性QTL的单片段代换系组配得到的27个多QTL聚合系中，23个聚合系的饭粒延伸率都比QTL单独存在时的饭粒延伸率提高了，4个聚合系的饭粒延伸率介于QTL单独存在时的饭粒延伸率之间。有26份材料检测到了上位性，只有1个是正效应上位性互作，其它25个都是负上位性效应。在所有聚合材料中，有5份聚合系的饭粒延伸率都达到了100%以上，其中3份聚合系的饭粒延伸率都达到了110%以上，接近亲本Basmati385和Basmati370的表型水平。这说明聚合的效果非常显著，通过几个饭粒延伸性QTL的聚合，材料的饭粒延伸性可以达到供体亲本的表型水平。
本研究通过定位饭粒延伸性QTL，并构建次级单片段代换系和QTL聚合系，对饭粒延伸性QTL进行了分解和聚合，不但证明了这些微效QTL的真实存在，而且表明通过饭粒延伸性QTL的聚合可以培育出饭粒延伸性好的水稻新品种。本研究不仅为水稻饭粒延伸性QTL的克隆奠定了良好的基础，同时，为水稻饭粒延伸性基因之间的上位性互作研究提供了较好的思路和材料，为水稻饭粒延伸性基因的利用和聚合育种奠定了一定的理论基础，而且还可以将之运用的育种实践中，与其它优良性状聚合，有望培育出饭粒延伸性好的高产优质水稻新品种。