水稻產(chǎn)量與品質相關性狀的遺傳分析與基因挖掘.pdf

1、水稻是重要的糧食作物，高產(chǎn)優(yōu)質一直是水稻遺傳育種的主要目標，營養(yǎng)功能型稻米品質改良是水稻育種的新方向。本論文利用重組自交系(Recombinant inbred lines，RILs)群體和兩個關聯(lián)分析群體對水稻的產(chǎn)量性狀、農(nóng)藝性狀、淀粉品質及營養(yǎng)品質性狀進行了數(shù)量性狀位點（Quantitative trait locus，QTL）定位，為培育高產(chǎn)優(yōu)質水稻挖掘有利等位基因。主要研究結果如下:
　　(1)利用RIL群體和簡化基因組測

2、序技術(Specific locus amplified fragment sequencing，SLAF-Seq)對水稻粒重QTL的快速定位及其育種應用。以大粒低直鏈淀粉含量的水稻種質M201和小粒高直鏈淀粉含量水稻品種嘉育293(JY293)構建的RIL群體為材料，利用SLAF-Seq和連鎖圖譜相結合的方法，在第3染色體上快速定位到3個粒重QTL，qTGW3.1、qTGW3.2和qTGW3.3，分別與已克隆或定位的GS3、qGL3和

3、qTGW3.3位置相近。根據(jù)他們對粒重的貢獻分析和分子標記設計我們提出了大粒水稻分子育種的二個方案:(1)利用qTGW3.2的大粒等位基因開展回交育種;(2)聚合qTGW3.1和qTGW3.3的兩個大粒等位基因。
　　(2)利用RIL群體對水稻重要產(chǎn)量相關農(nóng)藝性狀的QTL定位。通過2012和2013兩年的QTL定位結果發(fā)現(xiàn)，兩年共定位到37個QTL，其中14個QTL在兩年均檢測到。位于第2和3染色體有4個已經(jīng)克隆或定位的基因簇（G

4、W2、GS3、qGL3和qTGW3.3），不僅與粒形性狀相關，也與株型相關。另外，我們定位到3個兩年均檢測到的微效QTL(qTGW3.0、qGL2.2和qETN4)。
　　(3)利用RIL群體定位了稻米淀粉品質的QTL。根據(jù)親本的Wx基因型將整個RIL群體分為Wx-M201亞群和Wx-JY293亞群，并利用這三個群體分別進行了QTL定位。整個RIL中，共定位到29個QTL;兩個亞群共定位到10個QTL，其中4個(qPRO3.1、q

5、PV9、qHPV9和qCS7)在整個群體中也能定位到。除了Wx基因對表觀直鏈淀粉含量(AAC)和大多數(shù)淀粉粘滯性譜（RVA譜）具有很大作用外，在第2、3、5、6和9染色體上有6個QTL簇與淀粉品質相關。另外，第9染色體的一個與最高黏度(PV)、熱漿黏度(HPV)和冷漿黏度(CPV)相關的QTL簇與ISA3位置相近;而第6染色體的一個與糊化溫度相關的QTL簇與SSI基因位置相近。
　　(4)利用關聯(lián)定位群體對稻米淀粉品質開展了全基因

6、組關聯(lián)分析。運用混合線性模型在whole panel、Panel1、Panel2、秈稻panel和粳稻panel中分別檢測到29、24、16、17和29個QTLs。除了Wx基因外，有12個QTLs在兩個群體中檢測到，3個QTL在3個群體中檢測到，2個QTL在4個群體中檢測到。第11染色體上定位到的蛋白質QTL(chr.11:22240707～22563596)和第5染色體的同時是PV、HPV和最高黏度時間(PeT)的QTL(chr.5:

7、7756614～8042699)在兩個以上的群體中檢測到。一些QTL位點與淀粉合成酶基因位置相近，如ISA3、SSIV-1和AGPL2。第7染色體的崩解值(BD) QTL(chr.7:1118122～1967247)在整個群體和粳稻panel中檢測到，而第7染色體的另一與BD和消減值(SB)的QTL chr.7:25312126～26540950）在wholepanel和秈稻panel中檢測到，表明這兩個基因可能與群體結構相關。

8、　　(5)利用關聯(lián)定位群體對稻米多酚和抗氧化特性開展了全基因組關聯(lián)分析。將含有120份水稻材料的關聯(lián)群體(whole panel)，按照種皮顏色分為紅米和白米兩個panel，然后對多酚的相關性狀分別進行了全基因組關聯(lián)分析。在紅米panel和白米panel中分別檢測到了9種和8種酚酸成分。紅米的自由酚酸含量顯著高于白米的自由酚酸含量，而兩者的結合酚酸含量無顯著差別，僅與品種相關。紅米的自由酚酸含量是其結合酚酸的7倍左右，而白米的自由酚酸與

9、其結合酚酸含量相當。在whole panel中檢測到30個QTLs，在白米panel中檢測到22個QTLs，紅米panel中沒有檢測到QTL。Rc是控制在自由酚酸及其相關性狀的重要QTL。另外，在whole panel中檢測到2個自由酚相關性狀的QTL(chr:24392269; chr.9:6670223)，在白米panel中檢測到兩個與自由酚相關性狀QTLs(chr.4:34120529; chr.11:28947480)和在兩個群