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水稻主要农艺性状的QTL定位及一个极度偏分离分子标记的分析

吴海滨  张淑玲  赵德刚  李迪  
【摘要】:水稻是世界上最重要的粮食作物之一,是植物遗传、发育和基因组学研究的模式作物。水稻中重要遗传性状的基因发掘和利用一直倍受遗传领域和育种界重视。以千粒重、粒长等性状上存在极端差异的两种水稻材料杂交(HITAR005×IRGC20509),培育F2分离世代群体,研究水稻粒长、粒宽、长宽比、千粒重等9个重要农艺性状的遗传变异。并利用此群体构建水稻遗传连锁图谱,对上述性状进行QTL,定位,共检测到17个QTL位点。同时,对一个极度偏分离的分子标记进行分析,推测可能与栽培稻(Oryza sativa)F1花粉不育基因座连锁。主要研究结果如下。 (1)利用HITAR005×IRGC20509的F2分离世代群体,构建了一张包含54个SSR.标记和37个 ILP标记的分子连锁图谱,该图谱覆盖水稻基因组约1 322.1cM、平均标记间遗传距离为14.52cM,基本能够满足QTL定位的要求。 (2)在F2群体中,所考察的9个性状均表现为连续的数量变异,多数变幅较大,均近似于连续的正态分布,呈现典型的数量性状遗传特点。通过对这些性状进行QTL定位分析,共检测到17个QTL,其中:1)控制粒长的2个QTL,分别定位于6号和11号染色体上,贡献率分别为15.4%和4.2%。2)控制粒宽的2个QTL,分别定位于5号和9号染色体上,贡献率分别为8.3%和6.9%。3)控制长宽比的2个 QTL,分别定位于5号和6号染色体上,贡献率分别为12.7%和17.6%。4)控制千粒重的3个QTL,分别定位于1号、3号、5号染色体上,贡献率分别为8.6%、12.5%和20.1%。5)控制株高的2个QTL,分别定位于5号和9号染色体上,贡献率分别为7.84%和2.5%。6)控制单株有效穗数的1个QTL,定位于 11号染色体上,贡献率为4.52%。7)控制抽穗期的2个QTL,分别定位于1号和6号染色体上,贡献率分别为10.94%和6.8%。8)控制穗长的2个QTL,分别定位于6号和7号染色体上,贡献率分别为 6.4%和8.1%。9)控制剑叶长的1个QTL,定位于2号染色体上,贡献率为10.4%。 (3)F2群体构建分子标记连锁图谱时,发现了一个极度偏分离的分子标记——RI01954。在117株的F2群体中,RI01954座位上与父本(IRGC20509)相同基因型的纯合植株完全消失,同时母本纯合基因型植株与杂合基因型植株的比率符合1:1。分析此分子标记的目的序列,发现偏向于粳稻Nippon- bare(日本晴)基因型的纯合植株消失,结合该F2群体的花粉育性检测结果,初步判断在此分子标记附近存在一个F1花粉不育基因座位,并且遗传距离应当小于0.5cM。与以往定位的杂种不育基因座位对比,推测可能是一个新的杂种不育位点。

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