水稻抽穗期和產(chǎn)量性狀微效QTL qHd1的精細定位.pdf

1、抽穗期是決定水稻品種所適應(yīng)生態(tài)區(qū)域的最關(guān)鍵因素，產(chǎn)量則反映了水稻品種的生產(chǎn)能力，兩者是評價水稻品種應(yīng)用價值的基本性狀。優(yōu)化抽穗期以充分利用自然光溫資源、提高稻谷產(chǎn)量，需要對這兩類性狀的遺傳機制具有更全面且深入的認(rèn)識。本研究在應(yīng)用3個初級定位群體進行QTL定位、分析抽穗期變異對QTL檢測影響的基礎(chǔ)上，建立遺傳背景高度同質(zhì)的遺傳群體，精細定位了1個對水稻抽穗期和產(chǎn)量性狀兼具作用的微效QTL，主要結(jié)果如下所述：
　　1.抽穗期變異對水稻

2、抽穗期和產(chǎn)量性狀QTL分析的影響
　　應(yīng)用抽穗期變異具明顯差異的3套重組自交系（recombinant inbred line, RIL）群體，開展水稻抽穗期和產(chǎn)量性狀的QTL分析，其中，分別由早秈型保持系珍汕97B和協(xié)青早B與中秈型恢復(fù)系密陽46配組構(gòu)建的ZM-RIL和XM-RIL抽穗期分離大，由中秈型恢復(fù)系特青和IRBB品系配組構(gòu)建的TI-RIL抽穗集中。3套群體均進行3年試驗，采用QTL Network2.0的多環(huán)境模型分析

3、，檢測到控制抽穗期和產(chǎn)量性狀的主效應(yīng) QTLs分別有13和51個、雙 QTL互作分別有11和20對。結(jié)果顯示，加性效應(yīng)是調(diào)控性狀變異的最主要遺傳因素，上位性效應(yīng)次之，而基因型與環(huán)境幾乎不存在顯著互作。相比于ZM-RIL和XM-RIL，TI-RIL中檢測到的QTL具有明顯特點：就抽穗期而言，盡管加性效應(yīng)較小，卻能解釋較大的表型變異；就穗數(shù)和粒數(shù)而言，分別具有較大的貢獻率和加性效應(yīng)；就粒重而言，QTL數(shù)和聯(lián)合貢獻率均比其他2個群體約高1倍。

4、這些結(jié)果表明，應(yīng)用抽穗期變異小的分離群體不僅可增強抽穗期性狀本身微效 QTL的檢測功效，而且可有效提高產(chǎn)量性狀QTL的檢測效率。3個RIL群體中檢測到的QTL大部分與已克隆QTL重疊，但仍有部分未見報道或僅有零星的初定位報道，其中，在不同年份、不同群體均穩(wěn)定發(fā)揮作用的QTLs，尤值得關(guān)注，包括抽穗期QTL qHD11、粒重QTL qTGW10，以及兼控粒重和單株產(chǎn)量的qTGW6.1/qGY6、兼控粒數(shù)和粒重的qNGP2/qTGW2.3。

5、
　　2.微效QTL qHd1的精細定位、多效性分析及分子機制初探
　　根據(jù)上述初定位結(jié)果，構(gòu)建新群體，固定主效 QTL區(qū)間的基因型，檢測控制抽穗期的微效QTL。前期已從珍汕97B3/密陽46的后代材料中挑選剩余雜合體，構(gòu)建 BC2F8:9群體，將對水稻抽穗期具有微效作用的qHd1定位于第1染色體長臂末端約761 Kb的區(qū)域內(nèi)，本研究繼續(xù)構(gòu)建背景同質(zhì)性更高、目標(biāo)區(qū)域分離區(qū)間進一步縮小且相互交疊的剩余雜合體梯系材料，精細定位q

6、Hd1，研究其對抽穗期和產(chǎn)量性狀的遺傳效應(yīng)及對自然光溫條件變異的應(yīng)答，篩選候選基因、分析qHd1遺傳作用的分子基礎(chǔ)。首先，利用在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)分離區(qū)間相互交疊的 BC2F10群體及其衍生的BC2F10:11近等基因系（near isogenic line，NIL），將qHd1界定在第1染色體長臂末端約95 Kb的RM12102—RM12108區(qū)間內(nèi)，并確定了該QTL對產(chǎn)量性狀的多效性。之后，在進一步的驗證研究中，包括應(yīng)用NIL于浙江、海南兩

7、地多年開展的試驗，以及應(yīng)用BC2F12和BC2F13代NIL-F2群體分別于浙江和海南進行的試驗，觀察到qHd1對抽穗期和產(chǎn)量性狀的基因型效應(yīng)大小變化明顯，推測存在qHd1與環(huán)境條件間的互作。接著，采用5期播種試驗確認(rèn)了qHd1與環(huán)境的互作。結(jié)果表明，隨著播期的推遲，qHd1對抽穗期和單株產(chǎn)量的作用均呈增大趨勢，而基因型效應(yīng)顯著的產(chǎn)量構(gòu)成性狀在不同播期試驗中呈“單株穗數(shù)—每穗粒數(shù)—千粒重”的變化趨勢；進一步結(jié)合該試驗期間光溫環(huán)境因素的整