基于SSSL水稻柱头外露率QTL的鉴定和聚合效应分析

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sgqeye
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水稻是世界上最重要的粮食作物之一,我国水稻育种经过两次“绿色革命”使得产量有了大幅度提升,不育系的柱头外露是保证第二次“绿色革命”得以应用的关键因素之一,然而生产上由于诸多不育系的柱头外露率低,使得异交结实率不够理想,从而制约了杂种优势利用。本研究利用前人构建的以不育系和非洲栽培稻为供体,华粳籼74为受体,共66份SSSLs为基础材料,对水稻柱头外露率QTL进行鉴定和聚合,其主要结果如下:1.水稻柱头外露率QTL的鉴定。2014年和2015年早晚两季利用66份SSSLs鉴定柱头外露率QTL,共鉴定到10个QTLs,qpes-1a、qpes-2、qpes-3a、qpes-5和qpes-8a为重复检出的QTLs,qpes-1b、qpes-3b、qpes-8b、qpes-11和qpes-12为新检出的QTLs。10个QTLs中以不育系为供体SSSL鉴定到4个QTLs,非洲栽培稻为供体SSSL鉴定到7个QTLs,所鉴定的QTLs分别分布于1、2、3、5、8、11和12号染色体上,其中位于第3号染色体上的QTLqpes-3a在两类SSSLs中同时被鉴定到,10个QTLs对应代换片段长度变异范围:1.95 cM至66.90 cM;平均长度为15.12 cM;柱头外露率变异范围:35.39%至51.34%;加性效应值变异范围:5.19%至13.00%;加性效应百分率变异范围:21.53%至52.29%。2.水稻柱头外露率与花器性状的相关性。2015早晚两季利用含柱头外露率QTL的SSSLs分析各花器性状的相关性,发现柱头外露率与柱头+花柱长显著正相关,相关系数分别为:0.37和0.67。SSSLs的柱头+花柱长和柱头外露率与对照华粳籼74差异极显著,说明柱头+花柱长是导致柱头外露率高的原因之一,该结果与前人研究结果一致;2015晚季分析柱头外露率QTL聚合系各花器性状的相关性,由于遗传背景干扰和QTL间互作,没有发现与柱头外露率显著相关的花器性状。3.水稻柱头外露率QTL的聚合效应。2015晚季携带柱头外露率QTL的不育系为供体SSSL聚合后,聚合系的柱头外露率介于SSSL亲本之间,各QTL间互作效应显著且都为负效互作,聚合系的上位性效应值变异范围:-22.09%至-6.83%;上位性效应贡献率变异范围:-51.51%至-23.98%;实际加性效应值与理论加性效应值差值变异范围:-11.01%至-2.65%。2015晚季携带柱头外露率QTL的非洲栽培稻为供体SSSL聚合后,聚合系的柱头外露率等于或高于高表型值的SSSL亲本,QTL间互作效应不显著且大多为正效的上位性互作,各QTL具有累加效应,聚合系的上位性效应值变异范围:-0.22%至4.33%;上位性效应贡献率变异范围:-0.94%至16.16%;实际加性效应值与理论加性效应值差值变异范围:-0.11%至2.53%。QTL聚合系HPS11/HPS14的聚合效应最好,柱头外露率可达64.57%,A35对保持系和优良品系的柱头外露率提升作用最大,优良品系中聚合柱头外露率QTL后,除粒长具有变化外,其余优良性状与原亲本一致。本研究以SSSLs和水稻柱头外露率QTL聚合系为基础,鉴定了10个水稻柱头外露率QTLs;分析了柱头外露率与其他花器性状的相关性;揭示了部分柱头外露率QTL的聚合效应和上位性效应;改良了部分保持系和优良品系的柱头外露率,为后期分子设计育种改良水稻柱头外露率提供理论和实践基础。
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