利用两类群体检测水稻种子储存物质利用率QTL和有利等位变异

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ioljok1988
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水稻湿润直播比常规的育秧移栽节水省力。改良种子储存物质利用率(SRUE)有利于这项技术应用于水稻生产。然而,控制种子储存物质利用率性状的QTL研究还很少。本研究利用一个自然群体和一个染色体片段置换系群体检测了控制该性状的基因位点和有利等位变异。主要研究内容和结果分述如下。1.在542个水稻品种组成的自然群体中,品种间种子储存物质利用率性状存在显著的变异。542个品种的平均值为0.52mg.mg-1,变异范围是0.22 mg.mg-1(洪农5号)至0.93 mg.mg-1(越40),变异系数为22.66%。SRUE超过0.55mg.mg-1的品种数171个,占总品种数的31.55%;SRUE超过0.65mg.mg-1的品种数165个,占总品种数的30.44%。在542个品种中,共检测到2879个SSR等位变异,平均每个位点的等位变异数目为10.82,每个位点等位变异数目从2个(第5染色体上的RM437,第11染色体上的RM7163)到38个(第11染色体上的RM3428)。262个SSR位点平均的遗传多样性值为0.74,变幅为0.08(第11染色体上的RM163)至0.9506(第11染色体上的RM3428)。262个SSR位点平均的PIC值为0.71,变幅为0.08(第11染色体上的RM163)至0.9484(第11染色体上的RM3428)。2.与SRUE显著关联、表型变异解释率大于5%的SSR标记位点,GLM方法检测到13个,MLM方法检测到2个。GLM方法检测到的13个关联位点分布在第11染色体以外的11条染色体上,PVE变幅从5.05%(第5染色体的RM5158)到12%(第1染色体的RM297)。第6染色体上的RM7309和第9染色体上的RM434这两个标记位点在2年中都被GLM和MLM两种模型检测到。表型效应值在0.10 mg.mg-1(染色体 9 上的 RM7309-135bp)到 0.45 mg.mg-1(染色体 1 上的 RM297-180bp)之间的有利等位变异检测到23个。携带这些有利等位变异的5个典型载体品种是大鸟稻、芒野稻、苏武粳、越40和白芒糯。其中,大鸟稻和芒野稻所携带的有利等位变异的表型效应值均大于0.3 mg.mg-1.与以前的研究比较,鉴定到9个新的SSR标记位点与SRUE关联。预测了以下5个优异亲本组合:越40×芒野稻、越40×大鸟稻、芒野稻×苏武粳、苏武粳×白芒糯,大鸟稻×苏武粳,可用于聚合有利等位变异,培育适于湿润直播的品种素材。3.运用逐步回归-极大似然比测验方法,在粳稻9522遗传背景下的穞稻染色体片段置换系(JL-CSSL)群体中,检测到5个控制SRUE及其组成性状的QTL,分布在第6和第9染色体上。位于第6染色体上的与RM162连锁的QTL是一因多效位点,同时控制SDW,RSDW和SRUE。对于SDW(种子干重)性状,来自穞稻的等位基因(RM162-220bp)具有正向表型效应1.62mg;对于RSDW(种子剩余干重)性状,来自穞稻的等位基因(RM162-250bp)具有负向表型效应1.93mg;对于SRUE性状,来自穞稻的等位基因(RM162-220bp)具有正向表型效应0.08 mg.mg-1。在第6染色体上还检测到1个与种子剩余干重QTL连锁的SSR标记位点RM345,来自穞稻的等位基因(RM345-180bp)具有负向表型效应0.32mg。检测到1个位于第9染色体上与种子干重QTL连锁的SSR标记位点RM6971,来自穞稻的等位基因(RM6971-200bp)具有负向表型效应16.41mg。4.JL-CSSL群体各个渐渗系之间SRUE有显著差异。在第6染色体上检测到的标记位点RM162贡献率为16.12%。穞稻等位基因RM162-220bp增加SRUE值;渐渗系CSSL40和CSSL41均携带RM162-220bp条带,这两个渐渗系可进一步用于SRUE基因克隆和改良品种SRUE的种质。5.在自然群体和染色体片段置换系群体中,都在第6染色体上检测到与SRUE关联的SSR标记位点。自然群体中,位于第6染色体长臂上的RM7309位点(26297238bp-26297595bp)被GLM和MLM两种模型检测到,优异等位变异RM7309-135bp可使SRUE表型效应值平均增加0.10mg.mg-1。CSSL群体中,位于第6染色体长臂上的RM162位点(24035491bp-24035615 bp)被RSTEP-LRT方法检测到,来自穞稻的优异等位变异RM162-220bp可使SRUE表型效应值增加0.08mg.mg-1。表明SRUE与第6染色体长臂密切相关。
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