论文部分内容阅读
水稻是世界上最重要的粮食作物之一,约有一半以上的人口以稻米为主食,提高水稻产量是解决世界粮食安全的重要举措。由于土地和水资源限制,靠扩大种植面积来提高水稻总产量的潜力十分有限,只能通过提高并维持高的单产水平,来增加稻谷总产量。运用现代生物技术,选育具有理想株型的超级稻,是实现单产突破行之有效的途径,而提高水稻的抗生物和非生物胁迫是维持高产、稳产的有力保障,充分挖掘水稻株型及抗逆有利基因则是实现这一目标的基础。芬人硕士阶段的研究以改良水稻分蘖集散度为出发点,鉴定并精细定位水稻分蘖角基因；博士阶段的研究从水稻对稻瘟病抗性着手,发掘新的水稻抗稻瘟病基因,以期在育种中利用。水稻株型影响植株的光合效率、抗倒伏性和对一些病虫害的抗性,并最终影响水稻的产量。改造水稻株型以达到高产目的,一直是水稻育种的重要目标。分蘖角度是水稻株型的重要决定因素之一,并最终决定水稻的产量,但目前我们对水稻分蘖角的遗传还不是很清楚。本研究第二部分利用水稻“粳／籼”组合"Asominori×IR24"的RIL群体对水稻分蘖角进行QTL分析,在南京和南昌两个环境下分别检测到6个和4个QTL,它们的LOD值介于3.09～12.34之间,贡献率介于7.39～38.81%之间。其中第9染色体上一个增加分蘖角度的主效QTL(qTA-9a),在两个环境下都能检测到,而且在其所在环境下效应最大。来自IR24的等位qTA-9a能够增加分蘖角度。在以相同亲本得到的CSSL群体中,也在相同的染色体区段检测到qTA-9a的存在。我们利用大的次级F2群体进行精细定位,最终把qTA-9a基因定位于InDel标记CP10-8和CP10-9之间65kb的范围内。序列分析表明,该区域内存在8个预测的基因,此研究结果为该基因的图位克隆以及水稻育种中通过分子标记辅助选择来改变水稻松散度奠定了一定的基础。稻瘟病(rice blast)是由子囊菌Magnaporthe oryzae (Hebert)Barr[无性世代Pyricularia grisea (Cooke)Sacc]引起的水稻真菌病害,是水稻最严重的病害之一。挖掘和合理利用抗病基因是控制这一病害最经济有效和对环境最安全的途径.YNG是一个来自云南的地方粳稻品种,对我国不同稻区的140个强致病力菌株都表现高度抗性。本研究以普感品种LTH(母本,感病)和YNG(父本,抗病)配制的杂交后代F2、F,为实验材料,以4个广致病谱菌株99-20-2(437.5)、98095(007.2)、四川26(217.3)、97-3-2(077.5)为鉴别菌株,对YNG的抗稻瘟病基因进行了遗传分析和精细定位。利用菌株四川 26和97-3-2接种,F2群体分别出现63：1和15：1的抗、感分离比例,表明YNG对这两个菌株的抗性分别由3对和2对显性抗性基因控制,而利用菌株99-20-2和98095接种,F2群体均出现3：1的抗感分离比例,表明YNG对这两个菌株的抗性均由1对显性抗性基因控制。采用SSR标记结合BSA-RCA分析的方法,用876个对菌株99-20-2极端感病的F2单株和732株对菌株98095极端感病的F2单株,将YNG对99-20-2和98095的抗性基因都定位于RM16368和RM6770之间的遗传距离2.6cM的范围内,距RM16368都是1.8cM,距RM6770也都是0.85cM。根据这一基因定位结果,结合前面利用F3群体进行连锁分析的结果,我们推定Pi-ym1 (t)和Pi-ym2 (t)实质上是同一对基因,暂命名为Pi-ym1(t)。利用3617个感病F2单株将抗稻瘟病基因Pi-ym(t)精细定位在第4染色体短臂末端标记ID2736和ID2791之间的55kb区段内,并且与ID2745共分离。在水稻第4染色体短臂上,迄今还没有相关抗稻瘟病基因和QTLs定位的报道,只在该染色体长臂上报道了1个隐性基因pi21(t)和3个抗性QTLs,且它们距离Pi-ym1 (t)至少20 Mb以上。因此,确定本研究定位的Pi-ym1 (t)是一个新的广谱抗稻瘟病基因。根据测序品种日本晴的序列,对定位区间序列进行侯选基因预测分析,结果确定.0s04g05470.1.和.Os04g05560.1.(SG11)为抗稻瘟病基因Pi-ym1 (t)的候选基因,为Pi-ym1 (t)基因的克隆奠定了基础。