【正文】 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 的變異系數(shù)最小為 %。 ～ 穗著粒密度 PGD 177。 ～ 穗粒數(shù) SPP 177。 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。 穗彎曲度 的變異系數(shù)最大 ， 為 %， 穗長 的變異 系數(shù)最小 ， 為 %。 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 穗型 相關(guān)性狀的 表型 值見表 。以 F2 單莖 機(jī)械強(qiáng)度 、穗長、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、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、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算后獲得。 聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測 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”，雜合個體記為 “1”， 缺失條帶記為“ 1”。 （ 9） 分析成像結(jié)果并保存。 （ 7） 倒掉硝酸銀溶液 ， 再用水沖洗 2 遍 ， 放入提前準(zhǔn)備好的顯色液中 (含甲醛 2 mL 和氫氧化鈉500 mL)， 放置搖床上顯色 ， 直至能見清晰條帶 。 （ 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 。然后將膠 板 傾斜放置于桌面上 ， 等膠凝固備用。 （ 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。 實(shí)際操作方法如下： （ 1） 制膠用的玻璃板全部洗干凈 ， 晾干備用 。 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 個循環(huán) ， 然后 72℃ 延伸 7 min， 保持于 4℃ 。L DNA 181。mol/ L 的 SSR 引物 各 181。L 的 Taq 酶 181。L， mMol /L 的 dNTP 181。 PCR 擴(kuò)增 PCR 擴(kuò)增 體系為 10 181。 DNA 的提取采用稍有改進(jìn)的 CTAB 法 [45]。把 測量穗彎曲度的穗 作為樣本 取下裝進(jìn)信封（編號與大田相同） ， 在室內(nèi) 考種穗部性狀。 F2 代， 每株 的 每穗 都 進(jìn)行彎曲度測量 ， 取其平均 值； F3 與 F4 代 每小區(qū)測 10 株 ， 每株 選 取具有代表性的穗測量其彎曲度 ， 求 平 均值 。 （見圖 ） 圖 彈簧測力計測量單株莖稈機(jī)械強(qiáng)度的方法 The method measuring individual Stem mechanic strength by spring dynamometer 寧夏大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章 材料與方法 11 2. 穗型相關(guān)性狀的測定及方法 所有供試材料依據(jù) 齊穗期 30 天后 及時測量穗彎曲度 ， 將量角器 0176。傾角處 (用 等腰直角三角形 測定 45176。病蟲害防治、田間除草和水分管理等遵循當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)方法。每個 家 系栽 12 株 ， 2 行區(qū)，順序排列， 重復(fù)一次 。每個株系栽 12 穴 ， 2 行區(qū)， 重復(fù)一次 ，順序排列 。 2. 2 田間試驗(yàn) 2021 年 5 月 20 日 ， 將兩個親本與 244 個 F2分離 群體 播種于中國農(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。 本實(shí)驗(yàn) 以 “NG172/日本晴 ”的 F2分離 群體 、 及其衍生的 F F4 家系 為 試驗(yàn) 材料 ， 對水稻倒伏相關(guān)性狀機(jī)械強(qiáng)度與穗型相關(guān)性狀穗長、穗粒數(shù)、穗 著粒密度 、穗彎曲度 、 結(jié)實(shí)率 、 一次枝梗、二次枝梗 、有效穗數(shù) 等 性狀進(jìn)行 QTL 定位及其與環(huán)境互作研究 ， QTL 表達(dá)的遺傳背景研究和不同性狀遺傳區(qū)段重疊研究 ， 旨在更好的了解復(fù)雜抗倒伏性狀的遺傳基礎(chǔ) ， 豐富抗倒伏 QTL 遺傳信息 ， 結(jié)合已 報道的抗倒伏 QTL 位點(diǎn)進(jìn)行比較 ， 重點(diǎn)挖掘受遺傳背景影響較大、與環(huán)境互作效應(yīng)較小的 QTL， 為抗倒伏 相關(guān)性狀和穗型相 關(guān) 性狀的 QTL 精細(xì)定位和分子標(biāo)記輔助選擇育種 以及為 不同性狀遺傳重疊在高效抗倒伏育種中的應(yīng)用 提供理論依據(jù) 。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。 穗型與產(chǎn)量有密切關(guān)系， 直立穗型品種產(chǎn)量潛力 很 高 ，近幾年培育直立穗型品種也是水稻育種熱點(diǎn)。對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；也可以利用它們在多個育種群體中檢測 ， 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。用傳統(tǒng)方法與 QTL 分析相結(jié)合進(jìn)行水稻 莖稈機(jī)械強(qiáng)度 品種 和高產(chǎn)量穗型品種 選育 ， 將促進(jìn)水稻產(chǎn)量水平再上新臺階 ， 也是水稻超高產(chǎn)育種的必經(jīng)之路。 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。目前 ， QTL定位中應(yīng)用較廣泛的統(tǒng)計分析軟件有 EXCELL、 SAS 和 DPS 等等。 統(tǒng)計分析軟件和作圖軟件 QTL 定位涉及到的統(tǒng)計計算較復(fù)雜 ， 需要處理大量數(shù)據(jù) ， 借 助于計算機(jī)來完成連鎖圖譜構(gòu)建和 QTL 定位計算。 Moser 于 2021 年提出了多性狀作圖的回歸法 ， 再次證明了回歸法與最大似然法分析結(jié)果的相似性。來自相關(guān)性狀的信息可以減少剩余方差的影 響 ， 同時也可以提高 QTL 檢測的有效性及定位的精 確 度?？紤]到大部分 QTL 檢測試驗(yàn)都涉及到多個數(shù)量性狀 ， Jiang 和 Zeng 將 CIM 法加以擴(kuò)展而提出了多性狀作圖法 [53]。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)確估計和分析。 (4)多區(qū)間作圖（ MuLti Interval Mapping， MIM） ， 由 Kao 和 Zeng 在 CIM 基礎(chǔ)上發(fā)展形成的一種 QTL 作圖的新統(tǒng)計模型 [51,52]。該方法的要點(diǎn)是 ， 對某一特定標(biāo)記區(qū)間進(jìn)行檢測時 ， 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。但由于該方法缺乏對遺傳背景的控制 ， 所以當(dāng) 1 條染色體上存在 多個 QTL 時 ， QTL 的位置和效應(yīng)估計會出現(xiàn)偏差。根據(jù)染色體上各點(diǎn)的 LOD 值描繪出單個 QTL 在該染色體上是否存在的似然圖譜 ， 當(dāng) LOD 值超過給定的臨界值時 ， 表明存在 1 個 QTL， 其置信區(qū)間為對應(yīng)于峰兩側(cè)各下降 1 個 LOD 值的圖譜區(qū)間。 (2)區(qū)間作圖法 (Interval Mapping， IM)， 是由 Lander 等 [47]提出的基于連鎖圖譜上兩個相鄰的分子標(biāo)記進(jìn)行分析的區(qū)間作圖法。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。 定位方法 利用分子標(biāo)記技術(shù)和作圖群體建立完整的分子標(biāo)記圖譜后 ， 就可以在整個基因組范圍內(nèi) 進(jìn)行QTL 定位。但是 ， 由于不同的基因型對組培條件的反應(yīng)不同 ， 因而通過組培獲得的單倍 體材料構(gòu)建的遺傳連鎖圖可信度較差。這種群體和每個單株及其后代的基因型均是純合的 ， 可以大量繁殖形成一個永久性群體。但這種群體需要經(jīng)過很長時間 ， 且值得注意的是 ， 當(dāng)分析 RIL 群 體中兩個標(biāo)記座位之間的連鎖關(guān)系時 ， 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 群體過程中 ， 兩標(biāo)記座位每一代都會發(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。另外 ， 對于一些人工雜交比較困難的植物 ， 難以建立較大的 BC 群體 ， 同時容易出現(xiàn)假雜種 ，造成作圖誤差。 （ 2） BC 群體 BC（回交）群體中每個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。補(bǔ)救方法是利用 F2代單株衍生的 F F4家系 ， 選取同一家系中的若干個體進(jìn)行分析 ，從而準(zhǔn)確地推斷出 F2個體的基因型。 （ 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位點(diǎn)的所有基因型（提供豐富的遺傳信息） ， 可同時估計加性效應(yīng)和顯性效應(yīng) 。首先盡可能地選擇親緣關(guān)系遠(yuǎn)且多態(tài)性高的品種（或材料）作為分離群體的親本 ， 至少要選擇在需要定位的數(shù)量性狀上差異較大的品種作為親本。 要構(gòu)建 DNA 標(biāo)記連鎖圖譜 ， 首先要建立作圖群體。 水稻分子遺傳圖譜 的構(gòu)建 分子遺傳圖譜的構(gòu)建是基因定位 研究的基礎(chǔ)。水稻中 SSR 隨機(jī)分布于整個水稻基因組中 ， 多聚體重復(fù)序列 具有極高的多態(tài)性檢測能力 [45]。 （ 3） SNP 具有其他分子標(biāo)記無法比擬或無可替代的特性與優(yōu)勢 ， 正被越來越廣泛地運(yùn)用到對復(fù)雜性狀與疾病的遺傳機(jī)理剖析及基于群體的基因識別等領(lǐng)域的研究 ， 但其缺點(diǎn)是研究費(fèi)用太高。 （ 1） RFLP 技術(shù) ， 由于其具有一些復(fù)雜、檢測費(fèi)時、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。目前 ， 已發(fā)展了多種類型的分子標(biāo)記 ， 基于 DNA雜交的分子標(biāo)記 ， 如 RFLP(限制性酶切片斷長度多態(tài)性 )；以 PCR 為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記 ， 如 SSR(簡單重復(fù)序列 ) ， STS(序列標(biāo)簽位點(diǎn) )；基于限制性酶切結(jié)合 PCR 的分子標(biāo)記 ， 如 CAPS(酶解擴(kuò)增多態(tài)性序列 )， AFLP(擴(kuò)增片斷長度多態(tài)性 )； 基于單核苷酸多態(tài)性 ， 如 SNP(單核苷酸多態(tài)性 )。 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。 趙建國等 [43]共檢測到 5 個單株有效穗 QTL， 分別位于第 10 染色體上 ，總貢獻(xiàn)率為 %；分別于第 4 染色體上發(fā)現(xiàn)一個結(jié)實(shí)率相關(guān)的 QTL， 表型貢獻(xiàn)率為 %和 %。沈希宏等 [41]對超級雜交 稻協(xié)優(yōu) 9308 重組自交系群體 ， 共檢測到 7 個穗部性狀的 52 個 QTL。 崔克輝等 [39]研究了穗長、每穗二次枝梗數(shù)、每二次枝梗小花數(shù)、穗密度等性狀 ， 在兩年內(nèi)共找到 53 個QTL， 其中有 23 個在兩年內(nèi)都能檢測到。 潘英華 等 [38]研究檢測到４個控制穗粒數(shù)的 QTL， 分別位于第１ 、 ２ 、 ７ 、 ９號染色體 ， 其貢獻(xiàn)率為 %～ %；控制穗長的 QTL４個 ， 分別位于第１ 、 ２ 、 ５ 、 ９號染色體。 寧夏大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 5 穗 型 相關(guān)性狀 QTL 定位研究 郭龍彪等 [36]定位到 7 個控制穗長、 11 個控制每穗總粒數(shù)、 7 個控制結(jié)實(shí)率和 16 個控制千粒重的 QTL。 近些年一些研究者 通過對遼寧的直立穗品種研究發(fā)現(xiàn) ， 直立穗性狀受一對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 ， 直立穗型相對彎曲穗型為顯性 [3234]。 朱立宏等 [31]研究表明 。 穗長、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、每穗粒數(shù)以及 穗 著粒密度 的 QTLs， 對挖掘高產(chǎn)基因和培育高產(chǎn)品種具有重要的理論意義。 張巍巍 等 [29]研究表明 ， 每穗穎花數(shù)、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、 穗著粒密度 之間呈極顯著或顯著的正相關(guān) ， 穗莖 夾 角、穗長與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān) ； 穗著粒密度 與穗莖角、穗長呈二次曲線關(guān)系 ； 穗著粒密度 與產(chǎn)量呈拋物線關(guān)系。 稻 穗著粒密度 （ =每穗粒數(shù) /穗長）是每穗粒數(shù)和穗長的一個綜合性狀 ， 它與產(chǎn)量有著密切的關(guān)系。 關(guān)于不同穗型品種的物質(zhì)生產(chǎn)與分配 ，不同研究結(jié)果較一致 [26,27]， 生物產(chǎn)量高是直立穗型品種產(chǎn)量潛力高的根本原因。 楊守仁 [24]指出 ， 稻穗長垂 ， 直接影響通風(fēng)透光 ， 間接影響密度 ， 也易 導(dǎo)致倒伏 ， 對群體光合和物質(zhì)生產(chǎn)弊多