摘 要

本实验以籼稻扎西玛为父本与粳稻南粳46为母本杂交并自交8代而获得的包含144个家系的重组自交系群体为实验材料，利用202个SSR分子标记构建了该群体的遗传图谱。图谱全长1,437.3cM，平均图距8.1cM，标记在水稻12条染色体上分布比较均匀，在图谱上的排列顺序与已发表的分子图谱具有较好的一致性，满足QTL定位的要求。考察了亲本和重组自交系群体的籽粒宽度，发现该性状在重组自交系群体中呈连续分布，表明该性状受多基因控制。利用QTL检测软件（QTL IciMapping V3.2）对粒宽进行QTL分析，共检测到3个QTL，分别是位于第 2染色体的qGW-2a、qGW-2b和第6染色体的qGW-6。根据与前人研究结果对比，qGW-2b 和qGW-6为已报道位点，qGW-2a为本实验发现的新位点。

关键词：水稻；遗传图谱；重组自交系；粒宽；QTL

Construction of Genetic Linkage Maps of Recombinant Inbred Lines and QTL analysis for Grain Width of Rice

ABSTRACT

A recombinant inbred line (RIL) consisting of 144 lines derived from the cross between Zhaxima, an indica variety and Nanjing 46, a japonica variety was used in this study. A molecular linkage map consisting of 202 SSR markers was constructed. The map spans a total of 1,437.3cM, with an average marker interval of 8.1cM. Marker order on the chromosomes agreed well with that of the published maps.The trait grain width was invesitigated,which indicated that the trait was quantitative-inherited.A total of 3 QTL were detected by the software QTL IciMapping V3.2 (qGW-2a,qGW-2b and qGW-6). Compared with QTL previously reported for this trait, qGW-2a was newly identified.

Key words：Rice; Genetic maps; Recombinant inbred lines; Grain width; QTL

目 录

1前言 - 1 -

1.1 水稻基因组的研究进展 - 1 -

1.2 QTL定位的原理与方法 - 2 -

1.2.1作图群体的构建 - 2 -

1.2.2 遗传图谱的构建 - 3 -

1.2.2 QTL定位的方法 - 3 -

1.3水稻粒宽QTL的研究进展 - 3 -

1.4实验的目的与意义 - 5 -

2 实验材料与方法 - 5 -

2.1 实验材料 - 5 -

2.2 试剂配制 - 6 -

2.2.1 DNA提取溶液配制 - 6 -

2.2.2 SSR标记检测试剂配制 - 6 -

2.3 实验仪器 - 7 -

2.4 实验方法 - 7 -

2.4.1 水稻总DNA的提取 - 7 -

2.4.2 PCR反应 - 8 -

2.4.3 PCR产物的检测 - 8 -

2.4.4 分子连锁图谱的构建 - 9 -

2.4.5 粒宽性状考察 - 9 -

2.4.6 QTL分析 - 10 -

3 结果与分析 - 10 -

3.1亲本间多态性标记筛选 - 10 -

3.2连锁图谱的构建 - 10 -

3.3 亲本和群体粒宽性状表现 - 13 -

3.4 控制粒宽的QTL分析 - 13 -

4 讨论与结论 - 14 -

致 谢 - 16 -

参考文献 - 17 -

1前言

1.1 水稻基因组的研究进展

水稻（Oryza sativa）是全球仅次于小麦的第二大粮食作物，产量约占世界粮食总产量的三分之一。我国65%的人口以稻米为主食，稻米产量占世界总产的1/3。因此提高水稻产量是保障我国粮食安全的首要任务，也是众多育种家的重要课题。1997年在新加坡举行的植物分子生物学会议上发起了国际水稻基因组测序计划（International rice genome sequencing project, IRGSP）。1998年由美国、中国，法国、日本等10个国家和地区以典型粳稻品种“日本晴”作为研究对象，测定了水稻12条染色体的基因组序列，2002年绘制成功水稻基因组草图，2004年水稻基因组精细图构建完成^[1]。我国也在2000年启动了“超级杂交水稻基因组计划”，以籼稻9311为材料进行测序，2001年10月测序完成^[2]。水稻基因组序列的获得极大促进了水稻分子遗传研究并取得丰硕成果。

水稻基因组包括最主要的核基因组以及次要的线粒体基因组和叶绿体基因组。水稻核基因组研究较多，其他基因组研究内容较少。水稻为二倍体植物，由于其基因组较小（约430Mb），基因组内重复序列含量相对较低 (约50 % )，经典遗传图谱较完善，与其他禾谷类作物如玉米、小麦等的基因组有广泛的同线性和共线性，水稻现已成为单子叶植物分子生物学研究的模式植物^{[3, 4]}。

我国于二十一世纪初开始了水稻功能基因组研究，主要包括两大内容：水稻功能基因组研究的技术平台和重要农艺性状的功能基因组^[5]。借助技术平台，我国水稻功能基因组研究主要创建了水稻突变体库资源、水稻全基因组表达谱、全长 cDNA 文库以及相应的生物学信息平台；在重要农艺性状功能基因方面，主要研究了产量、抗虫害、抗非生物逆境和氮、 磷营养高效利用相关基因，为水稻品种改良提供了基因资源。2001年10月，中国科学院基因组信息学中心暨华大基因研究中心等单位承担的中国水稻基因组“ 工作框架图” 和数据库在中国完成^[6]。2001年中国科学院启动了知识创新工程二期重大项目“水稻基因组测序和重要农艺性状功能基因组研究”的工作。针对全球水稻功能基因组研究的现状，综合水稻功能基因组研究的发展态势，我国科学家提出了“稻 2020”研究计划，即到2020年最终阐明水稻基因组所有基因的功能及重要农艺性状等位基因的功能多样性，并将上述的研究成果运用到水稻遗传改良中^[7]。

1.2 QTL定位的原理与方法

作物的许多重要农艺性状，如产量、品质、抗性等均为数量性状，这些性状由许多微效基因控制，表现为连续变异，且容易受环境影响，遗传背景十分复杂。而控制这些数量性状的基因在染色体基因组上的位置成为数量性状基因座（Quantitative trait locus, QTL）。QTL定位是基于摩尔根（Morgan）的连锁遗传定律结合现代分子生物学手段发展起来的，实质上就是分析在染色体上已知座位的分子标记与目标性状QTL之间的连锁关系，通过计算分子标记与QTL之间的交换率来确定QTL的位置，并分析其遗传效应。

QTL定位一般包括：（1）选择适宜的作图群体；（2）确定适合作图的DNA标记；（3）利用DNA标记分析作图群体中不同个体的基因型；（4）构建群体的遗传图谱；（5）检测数量性状值；（6）分析标记基因型与数量性状值之间的相互关联，确定QTL的位置并估算其遗传效应。