【摘 要】
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开展水稻叶片色素含量性状的QTL(Quantitative Trait Locus)定位研究,对促进叶片色素含量性状合理的动态变化、高产的水稻品种选育具有重要意义。超级杂交稻两优培九的亲本培矮64s与9311的色素含量及其动态变化存在差异,因此本研究选择该亲本组合构建重组自交系群体(Recombinant Inbred Line,RIL),测试了不同时期下色素含量性状数据,用于QTL定位分析。此外
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开展水稻叶片色素含量性状的QTL(Quantitative Trait Locus)定位研究,对促进叶片色素含量性状合理的动态变化、高产的水稻品种选育具有重要意义。超级杂交稻两优培九的亲本培矮64s与9311的色素含量及其动态变化存在差异,因此本研究选择该亲本组合构建重组自交系群体(Recombinant Inbred Line,RIL),测试了不同时期下色素含量性状数据,用于QTL定位分析。此外,由于大多数QTL位置不能直接相互比较,利用全基因组元分析方法定位与水稻色素含量一致的QTL区域,为QTL的纵向比较提供了有力的策略,同时为分子标记辅助育种和QTL聚合提供参考,并确定了调控叶片色素含量相关的候选基因。主要结果如下:(1)叶片色素含量在灌浆后期有明显下降,且检测到20个与之相关的QTL。其中有7个主效QTL;增效等位基因源于母本PA64s的有7个,来源于父本9311的有13个。此外,有3个QTL共定位于第4染色体的mks4-242-mks4-243标记区间,区间内仅发现一个编码叶绿体类囊体膜重要组成成分的候选基因GLTP,亲本序列和基因表达量的差异便于后期开发分子标记并应用于分子标记辅助选择育种。(2)通过元分析获得64个有关水稻色素含量的一致性QTL。其中,染色体的初始QTL密度与Meta-QTL(MQTL)数呈正相关。比较发现有58个MQTL遗传间隔相比初始QTL中最小置信区间有明显缩小,说明元分析(Meta-QTL Analysis)策略能缩小初始QTL的遗传区间。此外还发现其中3个MQTL覆盖了本研究检测到的20个QTL中的6个,验证了MQTL检测出一致性QTL的有效性。(3)鉴定出6个控制叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b重叠的MQTL,重叠的MQTL区间内含有多效性候选基因。且有11个的物理间隔<0.5 Mb,其可在后期MAS、精细定位、候选基因鉴定和功能分析中进一步研究。(4)在64个MQTL中,共挖掘出34个色素含量候选基因。其中,参与叶绿素合成途径的基因Os HCAR和Os V5B分别是被覆盖在本研究检测到的q FS_Chlb4与q MFS_Chla/b8。两个基因在亲本间存在的多态性和基因表达量差异,表明这些MQTL可作为MAS的重要区域和用于色素含量相关候选基因的功能分析。综上所述,本研究为了解色素含量动态变化提供了参考,丰富了色素含量性状的遗传调控机制,同时,为相关QTL的进一步精细定位、挖掘相关基因奠定了基础,为今后相关基因的遗传与功能分析的开展与促进MAS选育高光效水稻品种提供了相对可靠的参考。
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