杂交稻大青稞现象遗传基础剖析

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1、DisserationfortheMasterDegreeinAgronomyDissectionoftheGeneticBasisfor“Daqingke”inHybridRiceCandidate:QuLijunSupervisor:DrGaoYongmingandDrShiYingyaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofAgronomySpeciality:CropGeneticsandBreedingAnhuiAgriculturalUniversityJu

2、ne,2013摘要“大青棵”是杂交稻生产中普遍存在的现象，是造成减产的重要因素之一。由于“大青棵”表现为不抽穗或迟抽穗，因此本研究从抽穗期的角度去剖析“大青棵”现象产生的遗传基础。本研究以蜀恢527和明恢86为轮回亲本与辐恢838构建了两个BC2F3:4产量选择导入系群体，分别与四个骨干不育系测交产生了8个测交群体。以抽穗期作为剖析“大青棵”的评价指标，于2010年在合肥、杭州和广州三个环境，2011年在合肥、杭州和南宁三个环境下进行抽穗期和产量性状表型鉴定，结合基因型分析，利用单向（One-wa

3、yANOVA）和双向方差分析（Two-wayANOVA）检测与抽穗期和单株产量相关的QTL及QTL间互作。1.根据测交组合在合肥环境下的抽穗期情况将其分成两类，即：Q组合，表现为“大青棵”，不能正常抽穗；另一类，非Q组合，能正常抽穗。按照上述原则，以蜀恢527为背景的测交组合在合肥环境下，152个测交组合包含55个Q组合和97个非Q组合，其中Q组合在杭州和广州与对照组合相比表现为迟抽穗，非Q组合在合肥、杭州和广州环境下的抽穗期与对照组合相近。就单株产量而言，Q组合的单株产量在杭州环境下低于对照组合

4、，在广州环境下高于对照组合，非Q组合的单株产量在合肥和杭州环境下与对照组合相近，在广州环境下略低于对照组合。以明恢86为背景的测交组合抽穗期在合肥环境下，184个测交组合包含40个Q组合和144个非Q组合，其中Q组合在杭州环境下与对照组合相比表现为迟抽穗，在南宁与对照组合抽穗期相近；非Q组合在合肥、杭州和南宁环境下的抽穗期与对照组合相近。就单株产量而言，Q组合的单株产量在杭州环境下明显低于对照组合，在南宁环境下与对照组合相近。2.相关性分析结果表明，除2010年在广州环境下抽穗期与产量呈极显著正相

5、关（相关系数为r=0.57）外，在其余各环境下都呈负相关，且在杭州环境下2010年和2011年均呈极显著负相关（相关系数分别为r=-0.59和r=-0.53），2011年在南宁环境下呈显著负相关（相关系数为r=-0.18），在合肥环境下两年正常抽穗材料的抽穗期与产量相关性不显著（相关系数分别为r=-0.02和r=-0.03）。3.产量QTL定位结果显示，2010年以蜀恢527为背景的四个测交群体在三个环境下共检测到38个产量QTL，分布于第1-11条染色体上，其中在多个环境和群体中同时检测到的有1

6、8个产量QTL。2011年以明恢86为背景的四个测交群体在三个环境下共检测到36个产量QTL，其中在多个环境和群体中同时检测到的有21个产量QTL。4.2010年以蜀恢527为背景的四个测交群体在三个环境下共检测到33个抽I穗期QTL，分布于12条染色体上，其中在多个环境和群体中同时检测到的有15个抽穗期QTL；2011年以明恢86为背景的四个测交群体在三个环境下共检测到23个抽穗期QTL，在多个环境和群体中同时检测到的有12个抽穗期QTL。其中qHD8-2（RM3395）和qHD8-3（RM33

7、1），这两个位点在四个群体以及广州和杭州这两个环境中均被检测到，且贡献率较大，可能为控制迟抽穗的主效位点，与杂交稻中不抽穗现象的产生有关。5.双向方差分析发现，以蜀恢527为背景的测交群体共检测到4对位点，以明恢86为背景的测交群体共检测到5对位点在不同群体和环境下稳定表达，且这几对上位性QTL同样控制单株产量。通过对产生“大青棵”杂种的亲本及其本身进行基因型结合QTL互作分析发现，正是由于位点RM331与RM2；RM331与RM5346；RM3395与RM16；RM3325与RM53；RM110

8、与RM565；RM110与RM566；RM84与RM579；RM1381与RM179；RM1381与RM481之间产生了复杂的互作（显加/加显/显显互作），导致部分测交组合在杭州和广州抽穗期明显延迟，在合肥产生“大青棵”现象。关键词：杂交稻；大青棵；抽穗期；产量；QTL定位IIAbstractInrecentyears,thedamagetrendofweedyriceinhybridricefieldswasspreading.Thepresenceofalargenumbero