利用雙向回交導入系和種質資源剖析水稻品質相關性狀的遺傳基礎.pdf

1、本試驗以優(yōu)質晚粳品種秀水09和抗旱秈稻品系IR2061為親本構建的高代雙向回交導入系（introgression lines，ILs）群體和重組自交系(recombinant inbred lines，RILs)群體為材料，利用高密度的SNP標記對雙向回交導入系的遺傳結構進行分析，同時挖掘控制水稻外觀品質、碾磨品質、蒸煮和食用品質以及營養(yǎng)品質等品質相關性狀的主效QTL，分析品質相關性狀QTL表達的遺傳背景和環(huán)境互作效應，鑒定遺傳背景特異

2、性低且具有環(huán)境穩(wěn)定性的QTL，為水稻品質分子育種提供條件。與此同時，本試驗利用258份材料種質資源對水稻品質相關性狀進行全基因組關聯分析(genome-wide association study，GWAS)分析，結合基于基因的關聯分析和單倍型分析，確定重要QTL的候選基因，為后續(xù)進一步轉基因驗證、挖掘水稻品質相關性狀有利等位基因提供便利。主要研究結果如下:
　　1.雙向導入系群體遺傳結構分析
　　利用25，206個SNP標

3、記對秀水09背景的高代回交導入系（XS09-ILs）和IR2061背景的高代回交導入系(IR2061-ILs)進行遺傳結構分析，發(fā)現雙向導入系中均有一半以上的標記發(fā)生偏分離，并且平均導入頻率均低于理論值，秈稻背景導入系IR2061-ILs的平均導入頻率高于粳稻背景導入系XS09-ILs的平均導入頻率。雙向導入系在所有標記處均有導入，但是不同染色體上及同一染色體的不同區(qū)段的導入頻率不一致，因此在育種中改良目標區(qū)段時，應根據目標區(qū)段等位基因

4、的導入特點，通過控制群體大小和選擇世代的早晚等策略，增加目標區(qū)段的改良效率。
　　2.利用雙向導入系和重組自交系挖掘水稻品質相關性狀QTL
　　本研究以237份XS09-ILs、240份IR2061-ILs和235份RILs群體為材料在三亞和深圳兩個環(huán)境下測定水稻品質性狀，利用25，206個SNP標記進行QTL定位。三套群體在兩個環(huán)境下共檢測到71個品質相關性狀QTL，包括57個外觀和碾磨品質QTL及14個蒸煮和營養(yǎng)品質QT

5、L。其中38個QTL(53.5％)在兩個環(huán)境下共同檢測到，而在XS09-ILs、IR2061-ILs和RILs群體中分別有19個(54％)、24個(52％)和16個(40％) QTL在兩個環(huán)境下共同檢測到，說明QTL的表達受遺傳背景和環(huán)境條件的共同影響。本試驗中的7個QTL在兩個環(huán)境和三個背景下均檢測到，包括qGL5、qGL7.2、qGW12、qGW2/qGLWR2.2、qGW5/qGLWR5/qPGWC5、qGLWR2.1、qAC6/

6、qGC6/qDEC6/qPGWC6，具有較低的遺傳背景和環(huán)境特異性，可用于分子標記輔助育種改良稻米品質。
　　3.水稻品質相關性狀的GWAS分析
　　本試驗以258份種質資源為材料在三亞和深圳兩個環(huán)境下測定水稻品質相關性狀，利用22，488個高質量的SNP進行品質相關性狀的GWAS分析，定位到91個QTL。同時結合基于基因的關聯分析和單倍型分析，最終獲得11個重要QTL區(qū)段的28個候選基因，其中包括4個已經克隆的基因GS3、