水稻茎秆机械强度及穗型相关性状的QTL定位研究.doc

分类号：S33单位代码：10749密级：秘密学号：12011130628宁夏大学硕士学位论文水稻茎秆机械强度及穗型相关性状的QTL定位研究QTLAnalysisofCulmMechanicalStrengthandPanicle-relatedTraitsinRice学位申请人：指导教师：指导教师：申请学位门类级别：农学硕士专业名称：作物遗传育种研究方向：水稻遗传育种所在学院：农学院论文完成日期：2014年3月-PAGE\*MERGEFORMATII-摘要倒伏是水稻生产中普遍存在的问题，茎秆机械强度是抗倒伏育种中最重要的选择指标，深入研究茎秆机械强度，进一步提高水稻品种的抗倒伏能力，对实现水稻高产、稳产、优质等方面有着重要的意义。穗是水稻产量的最终表达部位，其与籽粒产量密切相关，历来是科研工作者研究的重点。为研究水稻茎秆机械强度和穗型相关性状的遗传基础，本研究以NG17-2（茎秆机械强度大、直立穗、穗着粒密度大）为母本，以日本晴（茎秆机械强度小、弯曲穗、穗着粒密度小）为父本，构建F2分离群体244个及其衍生的F3、F4家系，并构建分子连锁图谱。分析F2、F3和F4三代的茎秆机械强度、穗弯曲度、穗长、穗粒数、穗着粒密度、结实率、一次枝梗、二次枝梗和有效穗数的表型变异、相关性和QTL定位。结果如下：1.在F2-F4三个世代中茎秆机械强度和8个穗型相关性状的表型变异都呈连续分布，表现为由多基因控制的数量性状，符合数量遗传。三个世代中，茎秆机械强度与穗长和穗弯曲度均呈显著或极显著正相关；穗着粒密度与穗弯曲度均呈极显著负相关，与穗粒数均呈极显著正相关。2.三个世代共检测到8个与茎秆机械强度相关的QTL，贡献率为5.12%-13.79%。位于第3染色体RM1350相邻区间与茎秆机械强度相关的qCMS3在F2和F3代中均被检测到，其贡献率分别为11.92%和7.52%；位于第9染色体RM1189所在的相邻区间qCMS9在F2群体被检测到，其贡献率为13.79%；位于第1染色体RM3604-RM243区间的qCMS1也在F2群体被检测到，其贡献率为13.52%。3.三个世代共检测到43个与穗型相关性状的QTL。其中穗弯曲度QTL8个，贡献率为2.73%-57.69%。位于第9染色体RM1189所在相邻区间与穗弯曲度相关的qPC9在F2、F3、F4代中均被检测到，表现为较稳定遗传，其贡献率均很大，分别为50.52%、57.69%和39.27%。与穗粒数相关QTL在F2、F3和F4代中所检测到的分别为2、4和1个，贡献率为4.66%-9.78%，其中qSPP2、qSPP3和qSPP9的贡献率相对较大，分别为9.78%、7.89%、8.19%。穗长QTL11个，贡献率为1.89%-55.04%。位于第9染色体RM1189所在的相邻区间与穗长相关的qPL9在F2和F4群体均被检测到，其贡献率都很大，分别为55.04%和25.54%；位于第10染色体RM25669-RM8202区间的qPL10在F3群体被检测到，其贡献率为18.69%。穗着粒密度QTL6个，贡献率为5.78%-28.65%。位于第9染色体RM1189所在的相邻区间与穗着粒密度相关的qPGD9在F2、F3、F4群体中均被检测到，其贡献率均较大，分别为8.58%、28.65%和31.17%。利用F3家系群体，检测到结实率QTL4个，贡献率为7.65%-20.96%。在第10染色体的RM25375-RM1375区间检测到与结实率相关的qSSR10，其贡献率为20.96%。利用F4家系群体，检测到的与一次枝梗、二次枝梗和有效穗数相关的QTL分别为3、3、1个，但其贡献均很小，贡献率范围在5.47%-7.77%。4.检测到的QTL成簇分布区间共有8个，但若去掉共同位置，实际只有4个。第2染色体RM6617-RM3730区间和第3染色体RM1350所在的相邻区间都是前人对产量性状QTL初步定位的密集区域。而第4染色体RM5506-RM6629区间和第9染色体RM1189所在的相邻区间尚未见到相关报道。关键词：水稻，茎秆机械强度，穗型性状，遗传，基因定位-PAGE\*MERGEFORMATIV-AbstractLodgingisauniversalphenomenoninriceproduction,Culmmechanicalstrengthisthemostimportantselectionindexinlodgingresistancebreeding,deeplycarryoutCulmmechanicalstrengthinrice,improvingfurtheronlodgingresistanceofricevarieties,itisveryimpo