水稻穗部性状的QTL定位研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，持续提高其产量是解决未来严峻粮食危机的重要手段。近20年，我国水稻单产的增长越来越缓慢，提高的难度越来越大^[1]。提高作物的光合效率和增加库容量可以提高作物产量，但就禾谷类作物籽粒产量而言, 库容量是主要的限制因素，比较每穗粒数和粒重2个重要库性状,前者对产量的贡献要大，而穗粒数与穗部性状如枝梗长度、数目及籽粒密度等性状密切相关^[2][3][4]。每穗粒数和单株有效穗数之间的合理协调更有利于高品种的选育^[5]。

水稻穗型大小是典型的数量性状，遗传基础复杂，易受环境影响。经典遗传学研究表明，水稻每穗粒数、穗长和枝梗数等性状属于数量性状。穗长和一次枝梗数遗传力较高，二次枝梗数遗传力较低，而穗粒数遗传力介于其间^[6]。knodo等^[7]认为影响每穗粒数最重要的因素是枝梗数性状，其次是长度性状。陈升位等^[8]用滇i型杂交水稻 (寻ax南29-2) f1代花药培养的dh群体为对象，研究认为穗长、一次枝梗数、穗颈长、每穗实粒数4个性状的遗传率和基因对数分别为70.16%、40.87%、75.03%、58.61%和6.835、23.204、8.947、17.367对，控制穗长的多基因间无互作，控制一次枝梗数、穗颈长、每穗实粒数的多基因间可能存在互补作用，影响每穗实粒数的多基因间存在互补作用。张能义等^[9]在浙农大40的84个二倍体花培系中检测到控制颖化数的基因间存在互补作用。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标：水稻穗粒数基因的定位与克隆利用定位群体进行初步定位，对大穗粳稻茭白稻和籼稻品种saber构建分离群体，开发ssr等标记进行定位，并进一步精细定位该基因。

研究的内容：对穗部性状进行表型数据的统计，然后田间取样提取植物dna，筛选获得分子标记，构建分子标记的连锁图谱，进行初步定位。

拟解决的关键问题：数量性状的定位和表型数据的获得。

3. 研究的方法与方案

研究方法

1.通过对遗传分离群体的全基因组进行标记开发和分型，得到粳稻茭白稻和籼稻品种saber遗传分离群体的分子标记和其分子标记所属的分型类型，并对其分子标记进行连锁群划分。

2.对于每一个连锁群，根据分子标记之间的重组率和所述分型类型对该连锁群内的分子标记重新分型，对重新分型得到的结果中的分型错误和缺失进行纠错，基于纠错的结果对该连锁群内的分子标记进行排序，基于排序结果构建遗传分离群体的遗传图谱。

4. 研究创新点

穗粒数不仅有利于提高水稻产量，还有利于提高稻米的外观品质，选择优异的遗传机制应用于水稻育种和品质改良，可有效的获得高产优质的水稻。目前水稻全基因组序列已经得到确认，分子标记技术也日渐成熟。通过对优良性状遗传分离群体的构建，确定基因与水稻相关表型的连锁关系，已成为分析鉴定基因功能的有效手段。培育超高产品种的水稻品种，需要改善水稻的穗粒结构，其重要的途径就是增加水稻的单穗粒数。因此充分发掘生产上利用的大穗型水稻资源，揭示其大穗形成的遗传机制，为大穗型高产水稻品种选育提供理论指导。

利用高代回交群体和 qtl 近等基因系等群体是对目标基因进行精细分解,减小不利效应，合理、综合利用穗粒数qtl是培育高产品种的关键。通过产量相关性状目标基因的精细定位，将控制不同产量因子成簇分布的qtl分解为各自独立遗传的基因，就可以通过分子标记辅助选择实现对产量目标性状的设计和定向改良，培育兼具大穗和高结实率的水稻品种。

5. 研究计划与进展

研究计划

1.收获初步定位所用的f2群体种子，并进一步配置杂交组合。

2.构建双亲群体的连锁图谱。