利用籼稻Ⅱ-32B/A7444染色体片段置换系群体分析穗部性状QTL开题报告

 2023-02-14 09:37:21

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

稻穗是水稻产量的最终体现部位, 穗部性状在产量结构中起着重要作用。水稻穗形相关性状包括穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、总粒数、实粒数、穗着粒密度(穗着粒密度是总粒数和穗长之比)等。研究穗形相关性状对选育穗长适中、枝梗数分布合理、着粒密度适当增加的理想品种具有重要意义,对于水稻产量提高有重要作用[1-3]

水稻穗部相关性状QTL(quantitative trait locus)的定位研究已经有很多报道, 不同研究者利用各种群体定位的结果不尽相同。近年来,已有许多关于穗部性状的QTL定位和研究,水稻穗部性状相关的一些重要基因已经相继被定位和克隆。如水稻籽粒数目有关的基因Gn1a[4],控制水稻密穗直立及每穗粒数的多效基因DEP1[5]、DEP3[6],控制水稻株高、抽穗期和每穗粒数的基因Ghd7[7],控制每穗颖花数QTL spp1[8]、qSSP7[9],控制粒数的主效QTL qGN4-1[10]等等。

进一步开展穗型性状的遗传研究,挖掘新的穗型性状QTL位点,对于选育穗长适中、枝梗数分布合理的理想穗型品种以及实现水稻产量的提高都具有重要意义。在本次实验中,构建近等基因系采用的亲本之一是A7444,它是在太湖流域地方品种中发现的大剑叶角度的粳香糯品种,穗部性状中穗型较长(2014年实测穗长数据27.291.50cm;2015年穗长数据28.121.87cm)、一次枝梗较少(2014年实测一次枝梗数10.781.35;2015年实测一次枝梗数11.391.04)、二次枝梗较少(2014年实测二次枝梗数25.177.45;2015年二次枝梗数21.442.77)的特点。另一个亲本是Ⅱ-32B,Ⅱ-32A 是目前中国应用面积最广及配组品种最多的不育系之一,Ⅱ-32B则是其保持系,穗部性状中穗型较短(2014年实测穗长数据25.691.40cm;2015年穗长数据26.391.68cm)、一次枝梗较多(2014年实测一次枝梗数14.061.11;2015年实测一次枝梗数12.781.48)、二次枝梗较多(2014年实测二次枝梗数46.567.91;2015年二次枝梗数40.564.89)的特点。如果能将两者各自的优良性状(长穗型、多支梗)相结合,无疑会实现产量的提高。

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2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标

控制水稻穗部性状的基因座具有较广泛的遗传多样性, 而且其遗传表达易受环境条件的影响。因此, 利用不同的定位群体在不同条件下对水稻穗部性状进行QTL分析, 有望鉴定出一些稳定表达的或者新的基因座位,从而丰富水稻穗部性状研究的理论基础,因此本次研究的目标之一就是能够发现一些新的穗部性状QTL位点。而另一方面,我们希望能找到将双亲优良性状相结合的优良品系。

2.研究内容

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3. 研究的方法与方案

1.利用Ⅱ-32B/A7444染色体片段置换系66家系,分别在2014和2015年种植于南京农业大学江浦农学试验站,设置3次重复;

2.于水稻成熟期后,收获每个家系的三株主茎穗,进行穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、千粒重、总粒数、实粒数等穗部性状的考察;

3.将得到的表型性状值结合染色体片段置换系的分子数据,利用Icimapping4.0软件中的CSL程序检测控制这几个性状的QTL。

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4. 研究创新点

染色体片段置换系是利用一系列的杂交、回交、自交和分子标记辅助选择相结合的方法建立起来的覆盖植物基因组的一系列的近等基因系。利用遗传背景相对纯合的染色体片段置换系可以提高QTL定位的精确性。利用遗传背景相同的CSSL之间杂交,可以将不同片段上的多个优良基因快速聚合,培育出具有更多优良性状的新品种。利用染色体片段置换系进行水稻穗部性状的QTL分析,找出未发现的新位点,为其进一步精细定位。另外,利用一些QTL紧密连锁的标记进行辅助选择育种,可以同时对多个性状进行改良,达到事半功倍的效果。同时,在本次研究中采用的亲本A7444是太湖流域发现的特色性地方品种,具有鲜明的特点,如穗型很长、二次枝梗极少,使用这个品种可能为我们的研究带来新的突破。

5. 研究计划与进展

2015年6月 实验方案设计以及染色体置换系群体的幼苗移栽

2015年8月-9月 田间采样

2015年10月 对样本稻穗的各方面性状进行测量,包括穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、总粒数、实粒数这五项指标

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