【正文】 L 和氫氧化鈉500 mL)， 放置搖床上顯色 ， 直至能見(jiàn)清晰條帶 。 聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè) F2分離群體，與 母本 NG172 相同 的帶型記為 “2”，與 父本日本晴 相同 的帶型記為 “0”，雜合個(gè)體記為 “1”， 缺失條帶記為“ 1”。 寧夏大學(xué)碩士學(xué)位論文 第三章 結(jié)果與分析 13 第 三章 結(jié)果分析 親本及 其 雜交后代 群體 莖稈 機(jī)械強(qiáng)度和穗型 相關(guān) 性狀的表 型變異 親本及其 F2代群體莖稈機(jī)械強(qiáng)度和 4 個(gè)穗型相關(guān)性狀的表 型變異 親本 NG172 和 日本 晴 及 其后代分離群體 F2 代 莖稈機(jī)械強(qiáng)度和 4 個(gè) 穗型 相關(guān)性狀的 表型 值見(jiàn)表 。 SD 變幅 Range 峰度 Kurtosis 偏度 Skewness 變異系數(shù) CV(%) 莖稈機(jī)械強(qiáng)度 CMS 177。 ～ 穗著粒密度 PGD 177。穗彎曲度的變異系數(shù)最大為 %，一次枝梗的變異系數(shù)最小為 %。 莖稈機(jī)械強(qiáng)度 的 變異系數(shù)最大為 %，穗長(zhǎng) 的變異系數(shù)最小為 %。 ～ 穗粒數(shù) SPP 177。 穗彎曲度 的變異系數(shù)最大 ， 為 %， 穗長(zhǎng) 的變異 系數(shù)最小 ， 為 %。以 F2 單莖 機(jī)械強(qiáng)度 、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、穗密度、穗彎曲度作為輸入單元；以 F3 單株莖稈 機(jī)械強(qiáng)度 、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、穗 著粒 密度、穗彎曲度、結(jié)實(shí)率作為輸入單元；以 F4 單株莖稈 機(jī)械強(qiáng)度 、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、穗 著粒 密度、穗彎曲度、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗粒數(shù)、有效穗數(shù)作為輸入單元 ， QTL所解釋的表型變異率以及 LOD 峰值處的加性效應(yīng) ， 是由軟件采用的逐步回歸方法計(jì)算后獲得。 （ 9） 分析成像結(jié)果并保存。 （ 5） 在 PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物中加入適量的溴酚藍(lán) ， 離心混勻后點(diǎn)樣 。 （ 3） 在 50 mL 燒杯中依次加入適量的 5TBE 緩沖液 ， 40％的丙烯酰胺、 10％的過(guò)硫酸銨和TEMED， 迅速攪勻后 ， 立即灌入準(zhǔn)備好的玻璃板中 ， 灌完膠后立刻插入梳子。 PCR 儀擴(kuò)增程序?yàn)椋?94℃ 預(yù) 變性 5min， 94℃ 變性 30 sec， 55℃ 復(fù)性 30 sec， 72℃ 延伸30 sec， 共進(jìn)行 37 個(gè)循環(huán) ， 然后 72℃ 延伸 7 min， 保持于 4℃ 。mol/ L 的 SSR 引物 各 181。L， mMol /L 的 dNTP 181。 DNA 的提取采用稍有改進(jìn)的 CTAB 法 [45]。 F2 代， 每株 的 每穗 都 進(jìn)行彎曲度測(cè)量 ， 取其平均 值； F3 與 F4 代 每小區(qū)測(cè) 10 株 ， 每株 選 取具有代表性的穗測(cè)量其彎曲度 ， 求 平 均值 。傾角處 (用 等腰直角三角形 測(cè)定 45176。每個(gè) 家 系栽 12 株 ， 2 行區(qū)，順序排列， 重復(fù)一次 。 2. 2 田間試驗(yàn) 2021 年 5 月 20 日 ， 將兩個(gè)親本與 244 個(gè) F2分離 群體 播種于中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物科學(xué)研究所網(wǎng)室試驗(yàn)池 內(nèi) ， 6 月 20 日單本移栽 ， 行株距為 30cm10cm。隨著 QTL 研究理論與方法的不斷完善和高密度遺傳圖譜的構(gòu)建 ， 使剖析抗倒伏性狀的遺傳基礎(chǔ)成為可能。對(duì)遺傳研究群體中篩選出的重要標(biāo)記 ， 近一步精確定位 ， 最終克隆出此基因從而加以利用；也可以利用它們?cè)诙鄠€(gè)育種群體中檢測(cè) ， 把重現(xiàn)率高 的、符合遺傳的加以利用 ， 從而快速獲得新材料。 水稻莖稈機(jī)械強(qiáng)度、穗型 QTL 定位的利用 水稻 莖稈機(jī)械強(qiáng)度和穗型性狀 的 QTL 定位是采用田間試驗(yàn)與分子標(biāo)記分析相結(jié)合的方法進(jìn)行的。 統(tǒng)計(jì)分析軟件和作圖軟件 QTL 定位涉及到的統(tǒng)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜 ， 需要處理大量數(shù)據(jù) ， 借 助于計(jì)算機(jī)來(lái)完成連鎖圖譜構(gòu)建和 QTL 定位計(jì)算。來(lái)自相關(guān)性狀的信息可以減少剩余方差的影 響 ， 同時(shí)也可以提高 QTL 檢測(cè)的有效性及定位的精 確 度。運(yùn)用該方法 ， 作圖的精度和有效性都可得到改進(jìn) ， QTL 間的上位性、個(gè)體的基因型值和數(shù)量性狀的遺傳力也可以得到準(zhǔn)確估計(jì)和分析。該方法的要點(diǎn)是 ， 對(duì)某一特定標(biāo)記區(qū)間進(jìn)行檢測(cè)時(shí) ， 將與其他 QTL 連鎖的標(biāo)記也擬合在模型中以控制背景遺傳效應(yīng) ， 提高了發(fā)現(xiàn)和定位 QTL 的靈敏度和精確性 ， 理論基礎(chǔ)穩(wěn)健 ， 算法詳盡具體 ， 因而目前被廣泛應(yīng)用。根據(jù)染色體上各點(diǎn)的 LOD 值描繪出單個(gè) QTL 在該染色體上是否存在的似然圖譜 ， 當(dāng) LOD 值超過(guò)給定的臨界值時(shí) ， 表明存在 1 個(gè) QTL， 其置信區(qū)間為對(duì)應(yīng)于峰兩側(cè)各下降 1 個(gè) LOD 值的圖譜區(qū)間。由于單標(biāo)記分析法不需要完整的分子標(biāo)記連鎖圖譜 ， 所以早期的 QTL 定位多采用這種方法。但是 ， 由于不同的基因型對(duì)組培條件的反應(yīng)不同 ， 因而通過(guò)組培獲得的單倍 體材料構(gòu)建的遺傳連鎖圖可信度較差。但這種群體需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間 ， 且值得注意的是 ， 當(dāng)分析 RIL 群 體中兩個(gè)標(biāo)記座位之間的連鎖關(guān)系時(shí) ， 其重組率比例寧夏大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 7 與 F1 配子中的重組率不等 ， 這是因?yàn)樵诮?RIL 群體過(guò)程中 ， 兩標(biāo)記座位每一代都會(huì)發(fā)生重組 ，所以 RIL 群體中的重組率比例是多代重組頻率的積累。 （ 2） BC 群體 BC（回交）群體中每個(gè)分離的基因座只有兩種基因型 ， 它直接反映了 Fl 代配子的分離比例 ，因此 BC 群體的作圖效率最高。 （ 1） F2 群體及其衍生的 F F4 家系群體 F2 群體是常用的作圖群體 ， F2 群體容易配制且包含了親本任意一個(gè)位點(diǎn)的所有基因型（提供豐富的遺傳信息） ， 可同時(shí)估計(jì)加性效應(yīng)和顯性效應(yīng) 。 要構(gòu)建 DNA 標(biāo)記連鎖圖譜 ， 首先要建立作圖群體。水稻中 SSR 隨機(jī)分布于整個(gè)水稻基因組中 ， 多聚體重復(fù)序列 具有極高的多態(tài)性檢測(cè)能力 [45]。 （ 1） RFLP 技術(shù) ， 由于其具有一些復(fù)雜、檢測(cè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力 ， 且需要放射性同位素的缺點(diǎn) ， 所以難以廣泛應(yīng)用于以分子標(biāo)記為基礎(chǔ)的植物育種。 分子標(biāo)記 遺傳學(xué)的發(fā)展在很大程度上是建立在遺傳標(biāo)記的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展基礎(chǔ)上的。沈希宏等 [41]對(duì)超級(jí)雜交 稻協(xié)優(yōu) 9308 重組自交系群體 ， 共檢測(cè)到 7 個(gè)穗部性狀的 52 個(gè) QTL。 潘英華 等 [38]研究檢測(cè)到４個(gè)控制穗粒數(shù)的 QTL， 分別位于第１ 、 ２ 、 ７ 、 ９號(hào)染色體 ， 其貢獻(xiàn)率為 %～ %；控制穗長(zhǎng)的 QTL４個(gè) ， 分別位于第１ 、 ２ 、 ５ 、 ９號(hào)染色體。 近些年一些研究者 通過(guò)對(duì)遼寧的直立穗品種研究發(fā)現(xiàn) ， 直立穗性狀受一對(duì)顯性核主效基因或加性基因控制 ， 并可能受微效基因的影響 ， 直立穗型相對(duì)彎曲穗型為顯性 [3234]。 穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)以及 穗 著粒密度 都是多基因控制的數(shù)量性狀 ，鑒定和定位控制穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)以及 穗 著粒密度 的 QTLs， 對(duì)挖掘高產(chǎn)基因和培育高產(chǎn)品種具有重要的理論意義。 稻 穗著粒密度 （ =每穗粒數(shù) /穗長(zhǎng)）是每穗粒數(shù)和穗長(zhǎng)的一個(gè)綜合性狀 ， 它與產(chǎn)量有著密切的關(guān)系。 楊守仁 [24]指出 ， 稻穗長(zhǎng)垂 ， 直接影響通風(fēng)透光 ， 間接影響密度 ， 也易 導(dǎo)致倒伏 ， 對(duì)群體光合和物質(zhì)生產(chǎn)弊多利少。 張喜娟等 [23]對(duì)基部第二節(jié)間機(jī)械強(qiáng)度和相關(guān)性狀進(jìn)行 QTL 定位 ， 結(jié)果表明 ， 檢測(cè)到 4 個(gè)控制基部第二節(jié)間抗折力 QTL， 位于第 9 和 10 號(hào)染色體上 ， 可解釋遺傳變異的 12%～ 23%。譚震波等 [19]對(duì)水稻上部節(jié)間長(zhǎng)度的 QTL 進(jìn)行 定位 ， 檢測(cè)到與 上部節(jié)間長(zhǎng)度 相關(guān)的 QTL 共 l2 個(gè) ， 定位于第 12 共 7 條染色體上。 莖稈 機(jī)械強(qiáng)度 相關(guān) 性狀 QTL 定位 研究 近年來(lái) ， 隨著分子生物學(xué)和分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展 ， 水稻基部莖稈抗折力相關(guān)性狀的遺傳研究已有一些 報(bào)道 ?；蛐团c環(huán)境互作效應(yīng)影響莖稈抗倒性的基因型值、群體平均優(yōu)勢(shì)和群體超親優(yōu)勢(shì)。 水稻 莖稈機(jī)械強(qiáng)度 的遺傳研究進(jìn)展 對(duì)于莖稈 抗折力 的遺傳率 ， 不同研究者因所用材料和分析方法不同 ， 結(jié)果差異較大。 （ 4）莖稈橫向折斷強(qiáng)度 ， 將莖稈取回室內(nèi) ， 把基部第二節(jié)間 (去葉鞘 )兩端放于自制支撐木架凹槽內(nèi) ， 在中部掛一彈簧秤 ， 向下均勻用力緩慢 地 拉秤 ， 莖稈被折斷時(shí)所用的力與彈簧秤自身的寧夏大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 3 重量之和 則 為該莖的抗折力 。該方法比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力 ， 田間操作較難進(jìn)行 ，且準(zhǔn)確度不是很高 。表皮細(xì)胞的細(xì)胞壁 木質(zhì)化或硅質(zhì)化 ， 使 其表皮的強(qiáng)度進(jìn)一步得到提高。 2）莖稈直徑 ： 張忠旭 等 [11]分析了莖稈壁厚對(duì)抗倒性的影響 ， 認(rèn)為基部莖稈厚度和基部莖稈粗度是影響倒伏的兩個(gè)重要因素 ， 增大基部莖稈厚度和粗度 ， 抗倒能力明顯增強(qiáng)。 1）莖稈基部 ：莖稈基部 第 Ⅰ 、 Ⅱ 節(jié)間與抗倒伏性有密切關(guān)系 。在育種中 ， 通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇對(duì) 莖稈機(jī)械強(qiáng)度、穗 型 相關(guān)性狀 進(jìn)行準(zhǔn)確的選擇。 做 QTL 定位有兩個(gè)必要條件： (1) 目標(biāo)性狀在群體中 呈連續(xù) 分布。 QTL(Quantitative trait loci)即數(shù)量性狀基因座位 ， 是控制數(shù)量性狀的基因（多基因或微效基因）在基因組中的位置。 水稻重要性狀的遺傳特點(diǎn) 自然界生物性狀可分為質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀兩類。 近年來(lái) ， 育種家培育了一批直立密穗型水稻 品種 ， 在生產(chǎn)上大面積種植。因此 ， 尋找植株矮化以外的抗 倒因素就成為水稻進(jìn)一步高產(chǎn)的重要研究?jī)?nèi)容。自 20 世紀(jì) 50～ 70 年代水稻矮化育種以來(lái) ， 由于品種耐肥、抗倒伏能力增強(qiáng) ， 產(chǎn)量潛力迅速提高 [1]。 The qCMS9 located in the RM1189 adjacent regions on chromosome 9 was detected in F2 generation, the contribution ratio was %。 第 2 染色體RM6617RM3730 區(qū)間和第 3 染色體 RM1350 所在的相鄰區(qū)間都是前人對(duì)產(chǎn)量性狀 QTL初步定位的密集區(qū)域。利用 F3 家系 群體， 檢測(cè)到結(jié)實(shí)率 QTL 4 個(gè)，貢獻(xiàn)率為 %%。 穗長(zhǎng) QTL 11 個(gè)，貢獻(xiàn)率為 %%。 共檢測(cè)到 43 個(gè) 與 穗 型相關(guān)性狀 的 QTL。 結(jié)果如下： 1. 在 F2F4 三 個(gè)世 代中 莖稈機(jī)械強(qiáng)度和 8 個(gè)穗型相關(guān)性狀 的 表型變異 都呈連續(xù)分布，表現(xiàn)為由多基因控制的數(shù)量性狀，符合數(shù)量遺傳。 分類號(hào)： S33 單位代碼： 10749 密 級(jí)： 秘密 學(xué) 號(hào)： 12021130628 寧 夏 大 學(xué) 碩士學(xué)位論文 水稻莖稈機(jī)械強(qiáng)度 及 穗型相關(guān)性狀的 QTL 定位研究 QTL Analysis of Culm Mechanical Strength and Paniclerelated Traits in Rice 學(xué) 位 申 請(qǐng) 人 ： 楊玉蓉 指導(dǎo)教 師 ： 王興盛 研究員 指導(dǎo)教 師 ： 韓龍植 研究員 申請(qǐng)學(xué)位門(mén)類級(jí) 別 ： 農(nóng)學(xué)碩士 專業(yè)名 稱 ： 作物遺傳育種 研究 方 向 ： 水稻遺傳育種 所 在 學(xué) 院 ： 農(nóng)學(xué)院 論 文 完 成 日 期： 2021 年 3 月 I 摘 要 倒伏是水稻生產(chǎn)中普遍存在的問(wèn)題 ， 莖稈 機(jī)械強(qiáng)度是抗倒伏 育種 中 最重要的選擇指標(biāo) ， 深入研究 莖稈機(jī)械強(qiáng)度 ， 進(jìn)一步提高水稻品種的抗倒伏能力 ， 對(duì)實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì) 等方面 有著重要 的 意義。 分析 F F3和F4 三代 的 莖稈機(jī)械強(qiáng)度、 穗彎曲度、 穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、 穗 著粒密度 、 結(jié)實(shí)率 、一次枝梗、二次枝梗和 有效穗 數(shù) 的表型變異、相關(guān)性和 QTL 定位 。 位于第 3 染色體 RM1350 相鄰區(qū)間與莖稈機(jī)械強(qiáng)度相關(guān)的 qCMS3 在 F2 和 F3代中 均被檢測(cè)到，其貢獻(xiàn)率分別為 %和 %；位于第 9 染色體 RM1189 所在的相鄰區(qū)間 qCMS9 在 F2 群體被檢測(cè)到，其貢獻(xiàn)率為 %；位于第 1 染色體 RM3604RM243 區(qū)間的 qCMS1 也在 F2群體被檢測(cè)到，其貢獻(xiàn)率為 %。與穗粒數(shù)相關(guān) QTL 在 F F3和 F4代 中所檢測(cè)到的 分別為 4 和 1 個(gè)， 貢獻(xiàn)率為 %%， 其中qSPP qSPP3 和 qSPP9 的貢獻(xiàn)率相對(duì)較大，分別為 %、 %、 %。 位于第 9 染色體 RM1189 所在的相鄰區(qū)間 與 穗著粒密度 相關(guān)的 q