染色體片段代換系的構(gòu)建及其紋枯病抗性分析.pdf

1、水稻是世界最重要的糧食作物，受到多種病害危害，特別是由立枯絲核菌(Rhizoctonia solani Kühn)引起的紋枯病每年造成巨大的產(chǎn)量損失，在我國(guó)南方郎分稻區(qū)已成為水稻第一大病害，培育抗病新品種迫在眉睫。包括紋枯病抗性的在內(nèi)的水稻大多數(shù)性狀都是多基因控制的數(shù)量性狀，將數(shù)量性狀基因座(quantitative trait loci，QTL)剖分為單個(gè)孟德爾因子進(jìn)行研究，對(duì)了解水稻的生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制及改良水稻品質(zhì)、增強(qiáng)水稻的抗逆性等方

2、面具有重要的意義。如何將數(shù)量性狀基因座(quantitative trait loci，QTL)剖分為單個(gè)孟德爾因子，一個(gè)重要的策略就是構(gòu)建染色體片段替換系(chromosome segment substiuttion lines，CSSLs)，當(dāng)受體親本只含有一個(gè)供體親本的片段時(shí)，稱為染色體單片段代換系SSSL。CSSL與受體親本只存在代換片段的差異，遺傳背景與受體親本一致，可以將數(shù)量性狀基因座(quantitative trait

3、 loci，QTL)剖分為單個(gè)孟德爾因子，是用于QTL定位和分析的一種重要實(shí)驗(yàn)材料。
　　 良好的親本是發(fā)掘和利用主效抗病QTL并開展水稻紋枯病遺傳育種的物質(zhì)基礎(chǔ)?？辜y枯病水稻新種質(zhì)YSBR1來(lái)源于秈、粳交后代群體，多年田間接種鑒定試驗(yàn)中均表現(xiàn)出對(duì)紋枯病較高水平的抗性。華粳秈74曾是南方主推秈稻品種之一，表現(xiàn)為中等紋枯病抗性。本研究主要是通過(guò)構(gòu)建Lemont背景下YSBR1為供體親本的CSSL群體及利用華粳秈74背景下的單片段代

4、換系開展紋枯病抗性分析，定位新的紋枯病抗性QTL，同時(shí)適當(dāng)開展部分主要農(nóng)藝性狀控制基因的研究。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.初步構(gòu)建了86個(gè)代換系，分布于水稻各染色體，其中Chr2、7、8、9、10等5條染色體已經(jīng)基本覆蓋，其余染色體覆蓋比例不一。田間觀察發(fā)現(xiàn)，多數(shù)代換系在生育特性和主要農(nóng)藝性狀上趨向輪回親本。
　　 2.抗病親本YSBR1和感病親本Lemont之間分子標(biāo)記的多態(tài)性較差。試驗(yàn)共檢測(cè)了2381個(gè)標(biāo)記，多態(tài)性

5、比例僅為9.03％，其中Chr3相對(duì)較高，達(dá)18.97％，Chr11最少，僅有1.51％。分析認(rèn)為YSBR1偏秈稻，Lemont偏粳(爪哇稻)，都不是典型的秈粳稻，對(duì)它們之間多態(tài)性標(biāo)記的獲得有較大影響。
　　 3.利用48個(gè)YSBR1為供體親本的CSSLs對(duì)水稻紋枯病抗性QTL進(jìn)行了初步研究。方差分析和相關(guān)分析表明，代換系群體內(nèi)各株系之間對(duì)紋枯病抗性存在極顯著差異，親本間抗性差異極顯著，重復(fù)之間極顯著相關(guān)。初步分析認(rèn)為，水稻第2

6、、8、9、12染色體上存在紋枯病抗性相關(guān)QTL，其中qSB-2Y-、qSB-12Y-與前人F2群體定位結(jié)果位于相同區(qū)間且抗病效果最好，很可能是真實(shí)存在的主效抗紋枯病QTL。鑒于各代換系實(shí)際代換片段的非唯一性，上述紋枯病抗性QTL的真實(shí)性還需進(jìn)一步純化背景和多重復(fù)驗(yàn)證。
　　 4.引進(jìn)的華粳秈74為輪回親本的66個(gè)SSSLs中，多數(shù)SSSLs的株葉形態(tài)及發(fā)育進(jìn)程與受體親本華粳秈74相近，有少數(shù)系的生育期和株高與受體親本間存在明顯差

7、異。經(jīng)兩年紋枯病接種和田間調(diào)查，初步鑒定了5個(gè)QTLs，其中qSB-11HJX效應(yīng)最大，其次為qSB-1aHJX。
　　 5.以一個(gè)SSSL(編號(hào)為P271)與輪回親本華粳秈74雜交，F(xiàn)2分離群體采用復(fù)合區(qū)間作圖法作圖，結(jié)果表明主效抗性QTL-qSB-11HJX真實(shí)存在，位于第11染色體長(zhǎng)臂末端分子標(biāo)記ZY27.49-ZY27.92-11之間(約0.43 Mb，2.5 cM)，加性效應(yīng)-0.7595，顯性效應(yīng)0.1872，可解釋