基于东乡普通野生稻染色体片段置换系的主要农艺性状QTL分析

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当前我国栽培稻品种遗传基础狭窄,其遗传多样性明显小于野生稻;育种中所采用的亲本材料遗传背景较单一是当前育种徘徊不前的重要原因之一。野生稻资源蕴藏了栽培稻所丢失的抗病虫、抗逆、农艺性状等优异基因,挖掘野生稻中农艺性状相关QTL将对拓宽栽培稻品种的遗传基础,丰富水稻育种基因资源,提升育种水平具有重要的意义。本研究利用以东乡普通野生稻C35为供体亲本、粳稻品种日本晴为受体亲本构建的基本覆盖野生稻全基因组的染色体片段置换系为研究材料,进行水稻主要农艺性状的QTL定位分析。水稻成熟后对其株高、穗部性状和籽粒性状共12个主要农艺性状进行调查和数据统计;使用QTL Ici Mapping4.1.0进行QTL定位分析。主要研究结果如下:(1)共检测到74个主要农艺性状相关QTL,分布于水稻12条染色体上,集中分布于第1、2、3、4、6和8染色体上。包括:4个株高相关QTL,贡献率在8.97~20.05%之间;45个穗部性状相关QTL,贡献率在4.75~27.90%之间;25个籽粒性状相关QTL,贡献率在6.95~18.49%之间。所有QTL中,54个QTL的正加性效应来源于东乡普通野生稻的等位基因。(2)所有QTL中,有10个可以在两个或三个环境下能被重复检测到。其中,有5个QTL的贡献率超过15%,包括株高q PH2,多环境下的平均贡献率为15.48%;穗长q PL2-2,平均贡献率为15.35%;一次枝梗粒数q PBGN8-2,平均贡献率为17.34%;粒长q GL3-4,平均贡献率为15.80%;粒宽q GW8,平均贡献率为16.55%。这10个QTL中,位于第1染色体01-046标记附近控制一次枝梗数q PBPP1-2尚未报道,有待进一步验证。(3)农艺性状相关QTL在第1、2、3、4、6、8和11染色体上均出现成簇分布现象。在第2染色体02-067至DX-C2-13标记区域和第8染色体DX-S8-14至DX-C8-15标记区域附近各检测到1个QTL簇,且这两个QTL簇在多环境下的重演性较高。(4)本研究共筛选出14个部分性状优异置换系和3个综合性状优异置换系。其中,综合性状优异置换系为CSSL17、CSSL34和CSSL63,在北京、临沂和南昌3个环境下CSSL17的11个农艺性状,CSSL63的株高和穗部性状,CSSL34的株高、穗长和籽粒性状均较背景亲本日本晴优越。
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