水稻BR96中抗褐飞虱主效QTL QBph4的定位及候选基因筛选

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稻米是世界一半以上人口的主食,我国是世界上稻米的主要生产国和消费国之一。虫害一直是影响水稻生产的一个重要因素,其中褐飞虱是许多亚洲国家和我国水稻生产上的主要害虫之一。目前种植的大部分水稻品种对褐飞虱的抗性较差,对其防治主要依靠化学杀虫剂。然而化学杀虫剂的过度使用不仅污染环境,导致稻谷中农药残留,影响稻米品质,同时还杀死褐飞虱天敌,诱发褐飞虱对农药产生耐药性,造成褐飞虱更加猖獗。综上所述,抗虫品种的选育在控制虫害方面将发挥重要的作用,定位和克隆更多的抗褐飞虱基因可以为培育抗虫水稻积累更多的基因资源。本研究用BR96做褐飞虱抗性亲本与褐飞虱敏感品种白56杂交构建定位群体,定位BR96中与抗褐飞虱相关的QTL。通过BR96与白56杂交后连续自交得到高世代的重组自交系F6群体共245个家系,对该群体进行苗期抗性鉴定得到每个家系的抗性等级。在前人定位到的区间RM16605-RM16717之间,增加标记的密度,进一步将主效QTL(QBph4)定位到450 kb区间内,结合该区间内基因表达水平初步挑选候选基因。本研究获得的主要结果如下:1、对BR96与白56杂交后连续自交得到高世代的重组自交系F6群体共245个家系进行苗期抗性鉴定,得到每个家系对褐飞虱的抗性等级和分数,其中有50个家系对褐飞虱的抗性为高抗,43个家系对褐飞虱的抗性为抗虫,21个家系对褐飞虱的抗性为中抗,37个家系对褐飞虱的抗性为感虫,94个家系对褐飞虱的抗性为高感。2、对前人定位到的区间RM16605-RM16717之间的64对SSR分子标记筛选多态性,在两亲本间共找到7对多态性SSR标记。3、结合重组自交系F6群体的抗性分数和7对多态性SSR标记在该群体的基因型,用作图软件WinQTLCart2.5作图分析,进一步将QTL(QBph4)定位在4号染色体标记RM16700-RM16717之间。其LOD值为34.6,加性效应为-2.58,解释表型变异37.6%,其间的物理距离为450 kb。4、在F6群体中挑选抗性等级高的单株与白56回交,得到BR96以白56为背景的近等基因系BC3F1群体。5、分析RM16700-RM16717的450 kb区间内的全部64个注释基因,去掉28个与转座子相关的基因,检测剩下的36个基因在BR96和白56接褐飞虱0 h,24 h后的表达情况,初步确定4个候选基因QBph4-0、QBph4-5、QBph4-6、QBph4-24。
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