【摘 要】
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杂交稻对我国及世界水稻增产发挥了重要作用,但杂交稻制种产量低是影响其进一步推广的主要限制因素之一。杂交稻制种的关键技术之一是如何提高母本的异交结实率,这与不育系的柱头外露率紧密相关,因此,不育系柱头外露率的遗传改良非常重要。野生稻具有异交特性,其柱头外露率普遍较高,挖掘野生稻高外露率基因将为改良不育系柱头外露率提供重要的材料基础,与栽培稻同属AA基因组的展颖野生稻(O.glumaepatula)的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“基于SSSLs的野生稻柱头外露率QTLs定位与聚合育种研究”(项目编号:31671762); 广东省科技计划项目“AA组野生稻单片段代换系文库构建与耐逆性QTLs定位”(项目编号:2015A030302067); 广州市科技计划重点项目专题“野生稻种单片段代换系文库构建与重要基因发掘利用研究”(项目编
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杂交稻对我国及世界水稻增产发挥了重要作用,但杂交稻制种产量低是影响其进一步推广的主要限制因素之一。杂交稻制种的关键技术之一是如何提高母本的异交结实率,这与不育系的柱头外露率紧密相关,因此,不育系柱头外露率的遗传改良非常重要。野生稻具有异交特性,其柱头外露率普遍较高,挖掘野生稻高外露率基因将为改良不育系柱头外露率提供重要的材料基础,与栽培稻同属AA基因组的展颖野生稻(O.glumaepatula)的柱头大且外露率高,发掘其高外露率QTL将对水稻不育系柱头外露率的遗传改良起到积极作用,本研究利用展颖野生稻为供体的单片段代换系(SSSLs)为基础材料,对展颖野生稻柱头外露率QTL进行了定位和聚合研究,所取得的主要结果如下:1.展颖野生稻柱头外露率QTL的鉴定。在2017-2018年,种植15份展颖野生稻SSSLs并调查其柱头外露率,共鉴定到10个QTLs,分布在第1、2、3、5、6、9和10号染色体上;SSSLs的柱头外露率变动范围为42.07%-51.05%,所鉴定QTLs的加性效应分布范围为9.32%-13.81%,加性效应百分率分布范围为39.78%-58.95%。经与前人已定位的柱头外露率QTLs对比,本研究中3个QTLs:q PES1-1、q PES1-2及q PES10为新检测出的QTLs。2.利用次级单片段代换系对q PES1-2进行了进一步定位。为精细定位由单片段代换系A143鉴定出的新的QTL q PES1-2,利用A143与受体亲本华粳籼74回交,构建了9份纯合次级单片段代换系,于2018年早晚季对次级单片段代换系进行表型调查及重叠群作图,将q PES1-2的定位区间由1号染色体上RM403-In Del-10之间(长度约为2834.7kb)缩小至RM1095-RM3411之间387.5kb的区域。3.展颖野生稻柱头外露率QTLs的聚合效应。利用8份携带展颖野生稻柱头外露率QTL的SSSLs,构建了10个组合的2-片段(2-QTLs)聚合系,在2018年早晚季分析聚合系QTLs间的上位性和聚合效应大小。结果表明:各聚合系的互作效应显著,10组QTLs中均察觉有显著的上位性分量存在,在2018年早季和晚季,显著的上位性分量分别占89.47%和94.74%,加加上位性和显显上位性的效应方向一致,均为负效互作,加加上位性分量更为普遍。聚合系的实际聚合效应均小于理论聚合效应,在2018年早季中,纯合双片段的实际聚合效应变动范围:最小值为19.59%(B71/A5聚合系),最大值为40.65%(B50/A5聚合系);在2018年晚季中,纯合双片段的实际聚合效应变动范围:最小值为20.74%(B71/B9聚合系),最大值为31.95%(B50/A5聚合系);10组聚合系中纯合双片段的柱头外露率大都高于高值亲本且显著性高于对照W0,聚合达到了一定的累计效果。本研究以携带柱头外露率QTL的展颖野生稻SSSL为基础,鉴定出10个水稻柱头外露率QTLs;将新鉴定出的QTL q PES1-2的区间进一步缩小至387.5kb范围内;分析了10组2-片段聚合系柱头外露率QTLs间上位性和聚合效应大小,得出了互作规律和累计效果,本结果丰富了展颖野生稻优良性状的挖掘、水稻柱头外露率QTL的定位及聚合等方面的研究。
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