【摘 要】
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水稻(Oryza sativa L.)是中国、亚洲乃至全球的主要粮食作物之一,稳定并提高水稻产量对于保障国家粮食安全具有重要作用。挖掘影响产量相关性状的数量性状位点,对于利用现代生物技术提高水稻产量有重要指导作用。因此,本研究以优质籼稻昌恢891和广亲和粳稻02428构建的回交重组自交系(BILs)群体为材料,在两个环境(2018年海南、2019年南昌中稻)进行了粒型(粒长、粒宽、长宽比、粒厚)和
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水稻(Oryza sativa L.)是中国、亚洲乃至全球的主要粮食作物之一,稳定并提高水稻产量对于保障国家粮食安全具有重要作用。挖掘影响产量相关性状的数量性状位点,对于利用现代生物技术提高水稻产量有重要指导作用。因此,本研究以优质籼稻昌恢891和广亲和粳稻02428构建的回交重组自交系(BILs)群体为材料,在两个环境(2018年海南、2019年南昌中稻)进行了粒型(粒长、粒宽、长宽比、粒厚)和粒重分析与QTL定位;同时,在两个环境(2019年早稻和2019年中稻)下,利用该群体对灌浆关键期的灌浆速率进行了考察与QTL定位,以期为水稻粒型、粒重与灌浆速率基因的克隆和功能分析奠定基础。主要研究结果如下:1、2018年海南和2019年南昌两个环境下,共检测到37个与水稻粒型与粒重相关的QTL。其中,两个环境重复检测到的QTL有7个,分别是:千粒重QTL q TGW2、粒长QTL q GL12、粒宽QTL q GW2.2和q GW5、长宽比QTL q LWR5和q LWR8.3及粒厚QTL q GT4.2,它们分布于水稻第2、4、5、8和12号染色体上,2018年海南环境下的LOD值是3.27～28.74,贡献率4.45%～22.55%;2019年南昌中稻环境下的LOD值是2.79～23.89,贡献率7.61%～23.97%。这些粒型和粒重QTL的定位为后续QTL的克隆和育种利用奠定了基础。2、2019年早稻和2019年中稻两个环境下,亲本昌恢891和02428灌浆速率的整体趋势一致,在S1阶段(花后1到5天)和S3阶段(花后10到15天)灌浆速率较高,S2阶段(花后5到10天)灌浆速率相对较低,表现出灌浆速率先快后慢再快的特点,但两个亲本灌浆速率却存在显著差异。表明昌恢891和02428灌浆速率的差异很可能是导致二者粒重存在差异的主要原因之一。3、通过对昌恢891和02428构建的BILs群体开花后第一天、第五天、第十天和第十五天籽粒鲜重换算的灌浆速率进行了QTL检测。2019年早稻和2019年中稻两个环境下,共检测到6个与水稻灌浆速率密切相关的QTL。其中,灌浆S1阶段检测到1个QTL,为q GFR1.1;灌浆S2阶段检测到3个QTL,分别是q GFR3、q GFR5和q GFR7.2;灌浆S3阶段检测到2个QTL,分别是q GFR1.2和q GFR7.1;早中稻两个环境未能检测到稳定表达的QTL,表明环境条件对水稻灌浆影响较大。4、比较粒型和粒重QTL与灌浆速率QTL,发现位于水稻第1染色体的分子标记bin1-71和bin1-72之间,既存在控制灌浆速率QTL q GFR1.2,也存在控制籽粒千粒重的QTL q TGW1.1;其中,q GFR1.2的LOD值为3.23,贡献率为14.72%,增效等位基因来自轮回亲本02428;q TGW1.1的LOD值为4.40,贡献率为6.17%,增效等位基因来自供体亲本昌恢891。其他粒型和粒重QTL和灌浆速率QTL不存在重叠的染色体区段,这表明控制水稻灌浆过程与粒型和粒重的分子调控机制可能存在差异。
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