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水稻粒形(粒长、粒宽和粒厚)决定了千粒重和外观品质,千粒重是决定水稻产量的一个重要因素。虽然杂交水稻已经大范围商业化,但是不育系较低的异交率使得杂交水稻的制种率低并且成本增高从而限制了杂交水稻的推广。柱头外露是影响水稻异交性能的重要因子,改良水稻不育系的柱头外露率可以提高其异交率。为了探索水稻粒形、千粒重和柱头外露的的遗传基础,本研究利用籼稻品种TGMS29和温敏核不育系广占63-4S杂交衍生的F2和F3群体,采用SSR标记和芯片技术连续两年对控制水稻粒形、千粒重和柱头外露的数量性状位点(quantitative trait loci,QTL)开展定位。在SSR检测中,2014和2015两年共检测到5个控制粒长的QTL,分别位于第1、第2、第3和第7染色体上。其中,位于第1染色体上RM1和RM490之间和第2染色体上RM240和RM208之间的两个QTL,在两年内均被重复检测到,且解释的表型变异分别为21.3%、22%和12.8%、15.7%。两年共检测到8个控制粒宽的QTL,分别位于第1、第2、第3、第4、第7和第9染色体上,解释的表型变异介于6.4%和34.6%之间。两年共检测到4个控制粒厚的QTL,分别位于第1、第3和第7染色体上。其中,位于第3染色体上RM251和RM571之间的QTL,在两年内被重复检测到,且解释的表型变异分别为53.60%、55.00%。两年共检测到4个控制千粒重的QTL,分别位于第1、第2和第3染色体上。其中,位于第1染色体上RM220和RM1之间的QTL,在两年内被重复检测到,且解释的表型变异分别为15.1%、15.4%。两年检测到7个控制柱头双露率的QTL,分别位于第3、第4、第5、第7和第11染色体上。单个QTL解释的表型变异介于6.06%和67.30%之间。两年检测到6个控制柱头单露率的QTL,分别位于第3、第4、第5、第7和第11染色体上。单个QTL解释的表型变异介于7.80%和53.40%之间。采用中国种子公司芯片技术,2014和2015年两年共检测到8个控制粒长的QTL,分别位于第1、第2、第10染色体上。单个QTL解释的表型变异解释介于0.02%和24.02%之间。两年检测到9个控制粒宽的QTL,分别位于第1、第2、第3、第4、第5、第7、第11和第12染色体上。单个QTL解释的表型变异介于1.99%和28.54%之间。两年检测到11个控制粒厚的QTL,分别位于第1、第2、第3、第5、第7、第9和第12染色体上。单个QTL解释的表型变异介于3.05%和35.77%之间。两年检测到10个控制千粒重的QTL,分别位于第1、第2、第4、第5、第7、第11和第12染色体上。单个QTL解释的表型变异介于0.88%和20.77%之间。两年检测到9个控制柱头双露率的QTL,分别位于第1、第2、第3、第4和第6染色体上。单个QTL解释的表型变异介于1.75%和29.53%之间。两年检测到5个控制柱头单露率的QTL,分别位于第1、第2、第3和第6染色体上。单个QTL解释的表型变异介于1.58%和27.62%之间。这些结果为粒形、千粒重、柱头外露率遗传基础的解析、QTL的精细定位、克隆以及育种应用具有重要的指导意义。