应用QTL分析研究籼稻稻米品质和产量性状的关系

应用QTL分析研究籼稻稻米品质和产量性状的关系高产优质是当下水稻育种重要目标，本研究利用抽穗期变异范围相对较小的特青/IRBB组合所衍生的重组自交系群体，结合分子遗传图谱、稻米品质13个评价指标和产量6个相关性状两年表型数据，分析稻米品质与产量之间遗传控制关系，在理论上减小了不同抽穗期的生态环境（例如，温度和光照）对实验结果的影响，可以较为客观地反映稻米品质和产量之间的遗传关系。在本研究中，我们共计检测到7个与稻米品质和水稻产量均相关的染色体区域，主要分布于水稻第3、5、6、7、8和10染色体，控制稻米品质和产量的QTL在这些染色体区域呈簇分布。分析位于这些区域米质和产量QTL加性效应方向，结果表明，控制二者的QTL增效等位基因往往来自于不同亲本，即，这些区域在提高产量的同时，致使稻米品质降低，这可能是育种实践中，转育优良农艺性状的同时，常伴随着不利性状的转育，即出现遗传累赘现象的重要原因。第3染色体着丝粒RM15139-RM16区域：在该区域检测到控制千粒重、每穗实粒数、每穗总粒数和结实率4个产量相关性状以及稻米品质包括碾磨品质、外观品质和粒型3个方面的QTL。千粒重与每穗实粒数和每穗总粒数的增效等位基因分别来自于IRBB和特青，即，该区域在增加千粒重同时降低每穗粒数，位于该区域控制糙米率、粒长、长宽比、垩白米率、垩白度和透明度QTL增效等位基因均来自于IRBB，而整精米率和粒宽QTL增效等位基因来自于特青。第5染色体短臂RM437-RM18189区域：在该区域仅检测到2个产量相关性状千粒重和结实率QTL，增效等位基因分别来自于特青和IRBB，所检测到的控制稻米品质QTL涉及碾磨品质、外观品质和粒型3个方面。该区域在增加千粒重的同时，垩白度、糙米率、精米率、粒宽及垩白米率亦随之增加，而结实率、粒长、长宽比和透明度降低。第6染色体Wx基因区域：在该区域除了检测到控制稻米蒸煮食味品质3个评价指标的QTL外，同时检测到控制粒宽、千粒重、糙米率、精米率和垩白的QTL，除控制胶稠度的QTL外，其它QTL增效等位基因均来自于特青。第6染色体ALK基因区域：在该区域检测到控制碱消值、胶稠度、每穗实粒数和每穗总粒数的QTL，除碱消值外增效等位基因均来自于特青。第7染色体长臂RM70-RM18区域：在该区域检测到控制每穗总粒数、糙米率、透明度和直链淀粉含量QTL，除每穗总粒数QTL来自于特青外，其它均来自于IRBB。第8染色体短臂RM5647-RM22755区域：在本研究中，第8染染色体短臂为一多功能区域，同时控制每穗实粒数、每穗总粒数、结实率、粒宽、长宽比、糙米率和垩白米率7个性状，除控制长宽比和结实率的QTL来自于IRBB外，其它均来自于特青。第10染色体长臂近末端RM6100-RM3123区域：该区域检测到控制千粒重、垩白米率、垩白度、糙米率、粒宽和透明度QTL，除透明度外，控制其它性状的QTL均来自于特青。另外，在本研究中共计检测到29对互作QTL，除第1染色体外，其它11条染色体均参与其中。这些互作遗传效应较小，对性状表型变异贡献率多在1%以下，一个位点往往与多个位点同时产生互作效应，如第2染色体长臂末端