水稻粒型性状及千粒重的QTLs定位研究
Mapping of QTLs for Grain Shape and Weight Trains in Rice
水稻的粒型是水稻产量和品质重要相关性状,主要包括粒长、粒宽、粒厚和千粒重等相关指标.本研究选择具有显著差异的大粒粳稻品种"BL129"(北陆129)和小粒籼稻品种"HZ"(华占),通过BL129/HZ杂交得到F2分离群体,构建F:全基因组遗传图谱,以水稻种子的粒长、粒宽、粒厚和千粒重等性状为研究对象,对2013在杭州富阳基地种植的F2群体获取粒型和粒重进行了相关性状的QTL定位,并且构建了一个HZ大粒型的近等基因系,为水稻分子育种提供优良的育种材料.此外,我们还对亲本BL129和HZ进行了全基因组高通量测序,与日本晴的序列进行了比对.主要结果如下:(1)粳稻BL129和籼稻HZ作为亲本材料,其粒型和千粒重具有极端差异.BL129的粒长、粒宽、粒厚和千粒重分别为9.55±0.68mm,3.78±0.19mm,2.43±0.10mm和42.35±1.27g,HZ的粒长、粒宽、粒厚和千粒重分别为9.15±0.44mm,2.23±0.15mm,1.71±0.07和16.98±1.03.BL129/HZ F2群体除粒长外其它性状均具有多态性.对粒型和千粒重数据进行相关性分析,其中粒宽与粒厚和千粒重呈显著性相关,粒厚和千粒重显著性相关.而粒长与粒宽、粒厚和千粒重均不相关.(2)从SSR引物、STS引物和InDel (insertion-deletion)引物中筛选到亲本具有多态性的116对引物,对186个F2群体单株进行基因型分析并用mapmaker3.0进行遗传图谱的构建,116对标记均匀的分布在水稻的12条染色体上,其平均遗传距离为6.4cM~22.5cM,最小遗传距离为1.9cM,最大遗传距离为45.9cM,平均遗传距离为12.4cM,遗传图谱的总遗传距离为1440.7cM.(3)利用BL129/HZ F2的粒型和粒重(包括糙米粒型数据)以及基因型数据,使用QTLNetwork_v2.1软件进行QTL分析,一共检测到了10个QTLs,分布在第2、第3和第5号染色体上,包括qGW2、qGW5、qBRW2、qBRW3、qBRW5、 qGT2、qGT5、qBRT2、qTGW2和qTGW5,其贡献率介于11.6%-44.26%.其中,qGW2, qBGW2, qGT2, qBRT2, qTGW2都被定位到第2号染色体的2-4和2-6之间,表明这一位点对于种子生长具有多效性.通过对BL129测序,我们发现BL129在GW2基因的第四个外显子上缺失了一个A,造成移码突变,设计CAPS引物对其进行鉴定,确定GW2是qGW2, qBGW2, qGT2, qBRT2, qTGW2的候选基因.而GW5是qBGW5的候选基因.(4)构建了近等基因系HZ-gw2,将BL129中的gw2基因转移至HZ的遗传背景.HZ-gw2植株表现出与HZ相似的株型,HZ-gw2植株的高度与HZ相当.我们进一步研究了gw2基因对粒型的影响,HZ-gw2宽、厚和重比HZ都有明显的增加,而HZ-gw2粒长并没有明显的增加.这些结果表明,从BL129导入HZ的gw2基因可以增加米粒宽度,厚度和重量,近等基因系HZ-gw2可以作为分子育种材料加以利用.
- 作者：
- 高璇
- 学位授予单位：
- 海南大学
- 专业名称：
- 植物分子遗传学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 罗越华；李云海
- 中图分类号：
- S511
- 关键词：
- 水稻；粒型；QTL定位；种子大小；GW2；GW5
- Rice (Oryza sativa L.); Grain shape; QTL mapping; Grain size; GW2; GW5;