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《中国作物学会——2015年学术年会论文摘要集》2015年
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中国籼稻群体的遗传结构解析及12个株型性状的全基因组关联分析

鲁清  章孟臣  魏兴华  
【摘要】:水稻理想株型的特征包括,株型紧凑,无效分蘖少,茎秆粗壮,株高适中,剑叶直立等。选育具有理想株型特征的品种一直被认为是提高水稻产量的重要途径之一。为了解析水稻株型相关性状的遗传结构,发掘优异种质资源。本研究利用来自全世界25个国家的523份稻种资源,并对其进行SNP分型,深入分析所选材料的遗传结构。同时,在杭州和陵水两个环境下,考察了12个株型相关的农艺性状,结合基因型,进行全基因组关联分析。遗传结构分析表明,523份品种可以明显的分为籼(469份)和粳(54份)两个亚种,其分化系数(Fst)为0.56,存在显著的遗传分化。469份籼稻群体可以分为4个亚群和1个混合亚群,亚群间的分化系数最大值为0.25,表明这个5个亚群间分化相对较小。分析469籼稻群体全基因组的连锁不平衡(Linkage disequilibrium)衰退距离,该群体的衰退距离约为109.4 kb。对两个环境的表型进行分析显示,株型相关性状的环境效应较大,基因和环境互作效应显著,表明株型性状易受环境影响。对该群体进行全基因组关联分析,在陵水和杭州的环境下,分别找到126和172个显著性位点,分别解释了34.45%和39.09%的表型变异,其中有16个位点在两个环境里都能检测到,且达到极显著水平。对这16个显著性位点上下游100 kb的范围进行候选基因预测,共找到423个候选基因。此外,在第11染色体发现了一个1.6 Mb的区域与叶型极显著相关,推测该区域可能含有控制剑叶性状的多个QTLs。通过分析材料的候选位点聚合效应,聚合优势等位基因越多,表型值越大。这说明提高优势等位基因的频率对改良品种性状有显著性效应。进一步,分析了优势等位基因的载体材料,结合表型数据,找到了37份优良品种,可为以后的品种改良提供亲本材料。水稻是我国重要的粮食作物之一,深入挖掘水稻增产基因对当前水稻育种具有重要的理论和应用价值。本研究通过全基因组关联分析,找到了一些新的显著性位点,获得了许多候选基因,为将来的株型设计育种提供了新的参考位点,也为新候选基因的克隆提供了重要依据。
【作者单位】:中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室
【分类号】:S511.21

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