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1、分类号密级华中农业大学博士学位论文水稻粒型主效基因q S S 7 的定位与鉴定M a p p i n ga n dc h a r a c t e r i z a t i o no ft h em a jo rq u a n t i t a t i v et r a i tl o c u sq S S 7c o n t r o l l i n gr i c es e e ds h a p e博士研究生：学号：指导教师：指导小组：专业：作物生物技术获得学位名称：农学博士邱先进2 0 0 9 3 0 1 0 1 0 0 2 6余四斌教授余四斌教授牟同敏教授曾汉来教授靳德明教授研究方向：水稻分子生物学
2、获得学位时间：2 0 1 3 年6 月华中农业大学植物科学技术学院二。一三年六月华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书学位论文n如需保密，解密时闻年月日是否保密独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导炜指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书面使用过的材科，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡靛均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意研究生签名：歪 毛照对阍：痧岁年多月厂日学位论文使用授权书本人完全了勰华中农业大学关予保存、使
3、用学位论文的规定，即学生必须按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电子版，并提供目录捡索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复铺手段保存、汇编学位论文本人同意华中农业大学可l ；( 用不同方式在不同媒体上发表传播学位论文的全部或部分内容，为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递和交换服务，同时本人保留在其他媒体发表论文酌权力注：保密学位论文( 牵涉及技术秘密、商业秘密或申请专羽等潜在需要提交保密爵论文) 在解密詹适用于本授叔书尹 靴论嫦者獬：砷之盘锄戥：务沁签名葺期：o 】D 哆年i 月歹日签名嚣期：年月巨注：请将本表直接装订在学位论文的枣页和目录之闯
4、水稻粒型主效基因q S S 7 的定位与鉴定目录摘要iA b s t r a c t i i i缩略表v i1 文献综述11 1 数量性状遗传研究进展11 1 1 分子标记技术21 1 2 Q T L 定位方法31 1 3 遗传群体61 2 水稻粒型研究进展。91 2 1 粒型性状间的相关性91 2 2 水稻粒型的遗传基础91 2 3 水稻粒型Q T L 定位1 01 2 4 水稻粒型基因的精细定位与克隆1 21 2 5 粒型基因之间的相互关系1 61 2 6 粒型基因在分子育种中的应用1 71 3 本研究的目的和意义1 82 材料与方法1 92 1 实验亲本1 92 2 群体材料192 3
5、核心种质群体2 02 4 田间种植2 02 5 性状考察2 12 5 1 粒型测量2 12 5 2 颖壳细胞观察2 12 5 3 颖壳发育动态调查。2 12 5 4 灌浆速率调查。2 12 5 5 产量及其相关性状的测量2 2华中农业大学2 0 1 3 届博士研究生学位论文2 5 6 品质测定2 22 6D N A 抽提及基因型鉴定2 52 6 1 小样D N A 抽提2 52 6 2 引物设计。2 52 6 3P C R 扩增2 52 6 4 聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定基因型2 92 7P C R 产物测序2 92 7 1P C R 产物消化2 92 7 2 测序反应。3 02 7 3 测序产物
6、纯化。3 02 8 候选基因预测3 12 9 表达量分析312 9 1 候选基因表达芯片分析。3 12 9 2R N A 抽提312 9 3 反转录。3 22 9 4R e a l - t i m eP C R 3 32 1 0 数据分析3 33 结果与分析3 53 1 亲本表型差异及遗传多样性3 53 1 1 亲本表型差异3 53 1 2 亲本导入片段鉴定3 63 2q S S 7 初定位3 93 2 1F l 和分离群体表型分析3 93 2 2q S S 7 定位4 13 3q S S 7 精细定位4 53 4 候选基因预测5 03 5 候选基因表达量分析5 23 6 核心种质候选基因的分
7、析5 53 7 细胞学观察5 7I I水稻粒型主效基因q S S 7 的定位与鉴定3 8 颖壳发育动态调查5 93 9 近等基因系灌浆速率比较6 13 1 0 近等基因系农艺性状观察。6 33 1 0 1 近等基因系产量及其相关性状6 33 1 0 2 近等基因系品质性状观察6 54 讨论6 74 1q S S 7 是一个新的粒型Q T L 6 74 2q S S 7 由两个紧密连锁的基因组成6 74 3q S S 7 通过影响颖壳细胞大小控制粒型6 94 4q S S 7 在育种中的应用7 0参考文献7 2附录。8 4致谢9 6I水稻粒型主效基因q S S 7 的定位与鉴定摘要水稻是世界上最
8、重要的粮食作物之一。随着世界人口的迅速增长，粮食短缺成为困扰世界各国的重大问题。同时，随着人们物质生活水平的提高，稻米品质越来越受到消费者的重视。水稻粒型包括粒长、粒宽和长宽比，是水稻粒重的决定因子，也是外观品质的重要指标。因此改良水稻粒型是提高产量和改善稻米品质的有效途径。发掘和深入研究水稻粒型基因对分子标记辅助选择进行水稻育种具有重要的理论和实践意义。本研究利用以珍汕9 7 B 为受体、热带粳稻C y p r e s s为供体的染色体片段代换系，定位和鉴定水稻粒型主效Q T L ，研究其遗传效应，精细定位Q T L ，结合测序、表达量分析和生物信息学的方法确定候选基因，揭示该Q T L 的
9、作用模式；考察该Q T L 对籽粒灌浆速率、产量和品质等相关性状的影响。主要结果如下：1 通过对水稻染色体片段代换系的筛选，鉴定出一份粒型与受体亲本珍汕9 7 B 有显著差异的代换系0 8 Q 0 4 3 。0 8 Q 0 4 3 较珍汕9 7 B 粒长增加约1 5 m m ，粒宽减小约0 7 m m ，长宽比增加约1 5 ，千粒重下降约3 9 。图示基因型显示0 8 Q 0 4 3共有8 个C y p r e s s 导入片段，分别位于第1 、4 、5 、6 、7 和1 2 染色体，基因组其它背景与珍汕9 7 B 一致。2 通过0 8 Q 0 4 3 与珍汕9 7 B 构建的F 2 分离群体
10、及F 2 ：3 群体，采用B S A 法将控制粒型的Q T L 定位于第7 染色体长臂上R M 2 1 9 3 0 R M 2 1 9 3 6 区间内，0 8 Q 0 4 3等位基因同时增加粒长和长宽比，减小粒宽，不影响粒重，故命名为q S S 7 。3 在F 2 ：3 群体中挑选了一个目标片段为杂合且只在第4 染色体长臂上有一个纯合导入片段的单株衍生了一个含有1 0 2 5 个单株的分离群体，共筛选到1 8 个重组交换单株。通过对这1 8 个单株的后代家系考察，将q S S 7 精细定位到2 3 k b 的区间。分析重组交换单株的后代表型发现，该区间可能有两个紧密连锁的基因对粒型产生影响。4 对双亲候选区间测序及基因预测发现该区间共有4 个预测基因，其中两个基因双亲间没有序列差异，另两个基因( L O CO s 0 7 9 4 1 2 0 0 和L O CO s 0 7 9 4 1 2 1 0 )存在一定序列差异。双亲L O C _ O s 0 7 9 4 1 2 0 0 的启动子区和编码区分别有2 6 个和1 4 个S N P 和I n D e l ，其中编码区2 个S N P 导致编码氨基酸的改变；华中农业大学2 0 1 3 届博士研究生学位论文L O CO s 0
