稻米品質(zhì)性狀QTL的定位及標(biāo)記輔助選擇改良明恢63品質(zhì).pdf

1、水稻是我國及亞洲很多國家人民的主要糧食作物。稻米品質(zhì)的遺傳改良是當(dāng)前水稻育種的重要目標(biāo)。稻米品質(zhì)性狀主要分為加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。由于稻米品質(zhì)一般為多基因控制的數(shù)量性狀，且易受環(huán)境條件的影響，分子改良手段往往是達(dá)到改良性狀最有效的甚至是唯一可行的辦法。而前提是準(zhǔn)確定位相關(guān)性狀的QTL，本研究利用明恢63×中國香稻構(gòu)建的重組自交系群體（Recombination inbred lines，RIL，s）定位控制部分稻米

2、品質(zhì)性狀的QTL。并且設(shè)計(jì)開發(fā)基因功能性標(biāo)記用于標(biāo)記輔助選擇育種。主要結(jié)果如下：
　　 1、初步構(gòu)建明恢63×中國香稻重組自交系的分子標(biāo)記遺傳連鎖圖。主要使用的是已經(jīng)發(fā)表的SSR標(biāo)記，結(jié)果表明親本SSR多態(tài)性很低，并且分布不夠均勻。
　　 2、利用該群體研究了千粒重和籽粒形狀的之間的關(guān)系。千粒重與粒長、粒寬兩個粒型性狀呈顯著正相關(guān)。但是粒長和粒寬兩個性狀在群體中也呈顯著正相關(guān)，與前人報(bào)道的粒長和粒寬往往互相抑制的結(jié)論略有

3、不同。這說明不同的群體其粒型的遺傳基礎(chǔ)是有差異的。對粒型的三個性狀粒長、粒寬和長寬比的QTL定位結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)效應(yīng)值很大的QTL，結(jié)合t-測驗(yàn)的結(jié)果，親本和群體在三個性狀上均沒有顯著差異。
　　 3、利用該群體研究了心白率、直鏈淀粉含量、糊化溫度和膠稠度四個性狀的遺傳基礎(chǔ)。相關(guān)性分析表明，這4個性狀的相關(guān)性在不同的環(huán)境中變化較大。QTL分析結(jié)果表明，心白率確實(shí)是一個受到多基因共同作用且受環(huán)境影響較大的復(fù)雜遺傳系統(tǒng)。關(guān)于蒸煮食味方面

4、，本群體在屏蔽了Wx基因的效應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)αlk位點(diǎn)成為唯一一個效應(yīng)值超過50％的位點(diǎn)，同時也發(fā)現(xiàn)了很多效應(yīng)值較小的位點(diǎn)。相比較過去的報(bào)道，Wx基因屏蔽后確實(shí)可以產(chǎn)生使微效位點(diǎn)效應(yīng)值上升的作用。綜合考慮本研究所涉及的心白率、直鏈淀粉含量、糊化溫度（以堿消值表示）和膠稠度四個性狀，共掃描到了19個相關(guān)QTL位點(diǎn)，分布在除第4、第10染色體以外的其余10條染色體上，其中有9個QTL在兩年都被檢測到，占總數(shù)的47％以上。這中間除了αlk位點(diǎn)的效應(yīng)

5、值超過了50％，其余8個QTL對表型的貢獻(xiàn)率均不到20％。這一結(jié)果說明了微效QTL也可以有很高的遺傳穩(wěn)定性，其產(chǎn)物可能是參與性狀形成代謝途徑的必需酶類，對這些QTL的深入研究將有助于闡明相關(guān)品質(zhì)性狀的遺傳機(jī)理。綜合前人報(bào)道可以發(fā)現(xiàn)，在心白率、直鏈淀粉含量、糊化溫度和膠稠度四個性狀的QTL定位方面，除了已經(jīng)被克隆的Wx基因和αlk基因，其余的微效QTL幾乎都不具有在兩個不同環(huán)境下都被檢測到的可能性，也就是說，這些微效OTL的遺傳穩(wěn)定性很低

6、。而本試驗(yàn)與上述結(jié)論有所差異，能夠檢測到一些穩(wěn)定的微效QTL，究其原因本文認(rèn)為，一方面是因?yàn)橄愕局写_實(shí)存在一些我們未知的基因資源；另一方面，這也與群體獨(dú)特的遺傳和表型結(jié)構(gòu)使其能夠屏蔽很多表型和基因水平上的干擾有很大的關(guān)系。
　　 4、本論文的第二個方面是利用分子標(biāo)記輔助選擇體系（Marker-assisted selection． MAS）改良恢復(fù)系明恢63的稻米品質(zhì)性狀，主要是基于已經(jīng)被克隆的糊化溫度控制基因αlk和香味基因f

7、gr的編碼區(qū)序列設(shè)計(jì)開發(fā)基因功能性標(biāo)記，在回交育種進(jìn)程中結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇方法出篩選兩位點(diǎn)純合的陽性單株。具體過程是：首先從重組自交系中篩選出αlk和fgr兩位點(diǎn)的純合家系；再將這些家系以明恢63為輪回親本回交兩代，每一代結(jié)合分子標(biāo)記輔助手段選擇出上述兩位點(diǎn)雜和的單株；產(chǎn)生的BC1F1代群體經(jīng)過一代自交選擇出兩位點(diǎn)純合的單株組成BC1F2代種子：由于兩基因均為隱性純合有功能，所以將這些種子再繁殖成植株考察田間香味表型以及稻米的外觀和蒸