论文部分内容阅读
目前，我国杂交稻的种植面积约占水稻总种植面积的一半，每年大概需制种15万公顷。然而不育系异交结实率低、制种成本高成为制约杂交稻发展的重要因素。为了提高杂交稻制种中不育系的异交结实率，制种过程中必须对制种田喷施GA3并且人工割除部分剑叶。此环节不仅需要高强度的劳动，而且需要较高的操作技术以免割到正在抽出的幼穗，大量的人工操作还严重阻碍杂交稻制种的机械化发展。通过培育水稻大剑叶角度的保持系和不育系，改善水稻剑叶的生长姿态，使母本的柱头更加有利于接受父本传来的花粉，对解决杂交稻制种中的人工割叶、异交结实率低的问题以及加快实现杂交稻制种的机械化具有重要意义。 为了更好的理解水稻大剑叶角度的分子遗传机制，本研究对前期利用粳稻保持系863B和大剑叶角度种质A7444组合的BC1F1群体检测到的控制剑叶角度的QTLqFla-8进行了精细定位，并对精细定位的染色体区间内候选基因进行了预测。试验初始材料为863B/A7444//863B衍生的BC3F3群体。首先鉴定该BC3F3群体中仅qFla-8位点所在区段杂合的单株，在qFla-8位点所在染色体区域之间加密分子标记，利用172个单株进一步缩短目标位点。再鉴定缩短后的目标位点qFla-8-2所在区段杂合的单株，收获相应的自交种子，种成次级分离群体。其次，在qFla-8-2位点所在染色体区域之间加密分子标记，鉴定分子标记与基因位点之间的交换单株，将目标基因位点限定在100 kb内染色体区段上。第三，通过NCBI数据库预测目标区段内的候选基因。获得的主要研究结果如下: 1.初定位的QTL qFla-8所在染色体区段存在两个互斥连锁的剑叶角度QTLqFla-8-1和qFla-8-2。其中，qFla-8-1位于SSR标记RM6215和RM3153之间，LOD值为8.59，可以解释22.33％的表型变异，增效等位基因来源于863B; qFla-8-2位于SSR标记RM1309和RM3153之间，LOD值为8.83，可以解释23.81％的表型变异，增效等位基因来源于A7444。其中，qFla-8-1所在区间段的物理距离是76 kb，qFla-8-2所在区间段的物理距离是460kb。 2.遗传分析表明，在qFla-8-2位点处，大剑叶角度对小剑叶角度为隐性。qFla-8-2位点位于第8染色体长臂上InDel标记Z7和SSR标记RM23071之间约67 kb的区段内。从qFla-8-2单位点分离群体中选取438株具有极大剑叶角度的单株，利用qFla-8-2位点的两侧标记RM1309和RM3491鉴定这438个单株的标记基因型，在这两个标记处共筛选到21个重组体单株，其中RM1309和qFla-8-2之间有13重组体单株，RM3491和qFla-8-2之间有8个重组体单株。用这21个重组体单株为群体，对RM1309和RM3491之间新增的4个标记进行分析，RM23065和qFla-8-2之间有12个重组体单株，Z5和qFla-8-2之间有9个重组体单株，Z7和qFla-8-2之间有5个重组体单株，RM23071和qFla-8-2之间有4个重组体单株。最终将控制剑叶角度的基因位点qFla-8-2缩短到InDel标记Z7和SSR标记RM23071之间约67 kb的区段上。 3.在qFla-8-2所在的67 kb染色体区段内存在3个候选基因，分别是Os0890408200，Os0890408300和Os0890408500。其中，Os0890408200含有10个外显子，编码功能类似于GAMYB蛋白的WD40结构域蛋白，在植物生长发育以及细胞信号转导方面具有重要作用;Os0890408300含有1个外显子，编码一种假定蛋白;Os0890408500含有1个外显子，编码APETALA2-1ike protein，在植物的抗逆性中发挥重要作用。初步推测OsO8g0408200是目标基因，有待进一步转基因实验或群体遗传学实验验证。