Cải thiện đồng thời và phân tích di truyền năng suất hạt và các thuộc tính liên quan trong một giống bố mẹ nền của lúa lai (Oryza sativa L.) sử dụng phương pháp giao thoa chọn lọc

Molecular Breeding - Tập 31 - Trang 181-194 - 2012
Hongjun Zhang1, Hui Wang1, Yiliang Qian1,2, Jiafa Xia3, Zefu Li3, Yingyao Shi1,2, Linghua Zhu1, Jauhar Ali4, Yongming Gao1, Zhikang Li1
1Institute of Crop Sciences/National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, China
2College of Agriculture, Anhui Agricultural University, Hefei, China
3Rice Research Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei, China
4Plant Breeding, Genetics, and Biotechnology Division, International Rice Research Institute, Metro Manila, Philippines

Tóm tắt

Ba quần thể với tổng cộng 125 dòng giao thoa BC2F3:4 (ILs) được chọn vì năng suất cao từ ba quần thể BC2F2 đã được sử dụng để phân tích di truyền năng suất lúa và các thuộc tính liên quan. Việc thử nghiệm con lai trong điều kiện pheno được lặp lại tại hai môi trường khác nhau và genotyp với 140 dấu hiệu đoạn lặp đơn hình polymorphic đã cho phép xác định 21 ILs triển vọng có năng suất cao hơn đáng kể so với giống bố mẹ tiêu biểu Shuhui527 (SH527). Tổng cộng có 94 locus tính trạng định lượng (QTL) đã được xác định bằng phương pháp giao thoa chọn lọc dựa trên kiểm định Chi-bình phương (χ2) và kiểm định xác suất đa locus cùng phương pháp RSTEP-LRT dựa trên hồi quy từng bước. Các QTL này chủ yếu được ánh xạ đến 12 cụm trên bảy nhiễm sắc thể lúa. Một số đặc tính quan trọng của các QTL ảnh hưởng đến năng suất hạt (GY) và các thuộc tính liên quan đã được tiết lộ. Đặc tính đầu tiên là sự hiện diện của các liên kết không ngẫu nhiên mạnh mẽ và thường xuyên giữa các QTL ảnh hưởng đến các thuộc tính có di truyền thấp (GY và số nhánh trên bông, SN) ở các IL có giá trị thuộc tính cao. Thứ hai, các alen có lợi ở 88.9 % GY và 75 % SN QTL cho năng suất cao hơn đều từ các người cho, cho thấy việc chọn lọc hình thái trực tiếp cho năng suất cao trong chương trình nhân giống giao thoa của chúng tôi là một cách hiệu quả để chuyển giao các alen có lợi ở nhiều locus từ các người cho vào SH527. Thứ ba, hầu hết các QTL đều nằm trong các cụm có tác động lớn đến nhiều thuộc tính, điều này nên là các điểm trọng tâm trong các nghiên cứu tiếp theo và chọn lọc hỗ trợ dấu hiệu trong lúa. Phần lớn các QTL được xác định chỉ được biểu hiện trong một trong các môi trường, cho thấy rằng sự biểu hiện khác nhau của các QTL trong các môi trường khác nhau là cơ sở di truyền chính của tương tác genotyp × môi trường. Cuối cùng, một biến động lớn trong cả hướng và độ lớn của tác động QTL đã được phát hiện cho các alen của người cho khác nhau tại bảy QTL trong cùng một nền tảng di truyền và môi trường. Phát hiện này cho thấy sự hiện diện có thể có của sự đa dạng chức năng giữa các alen người cho tại các locus này. Các ILs triển vọng và QTL đã được xác định cung cấp các vật liệu quý giá và thông tin di truyền cho việc cải thiện tiềm năng năng suất của SH527, là giống khôi phục chính của lúa lai tại Trung Quốc.

Từ khóa

#Năng suất lúa #thuộc tính di truyền #dòng giao thoa #chọn lọc #QTL

Tài liệu tham khảo

Li ZK, Fu BY, Gao YM, Xu JL, Ali AJ, Lafitte HR, Jiang YZ, Domingo Ray J, Vijayakumar CHM, Maghirang R, Zheng TQ, Zhu LH (2005) Genome-wide introgression lines and their use in genetic and molecular dissection of complex phenotypes in rice. Plant Mol Biol 59:33–52

Tan LB, Zhang PJ, Liu FX, Wang GJ, Ye S, Zhu ZF, Fu YC, Cai HW, Sun CQ (2008b) Quantitative trait loci underlying domestication and yield-related traits in Oryza rufipogon × Oryza sativa advanced backcross population. Genome 51:692–704

Temnykh S, Park SW, Ayres N, Cartinhour S, Hauck N, Lipovich L, Cho YG, Ishii T, McCouch SR (2000) Mapping and genome organization of microsatellite sequences in rice (Oryza sativa L.). Theor Appl Genet 100:697–712

Xiao J, Li J, Grandillo S, Ahn SN, Yuan LP, Tanksley SD, McCouch SR (1998) Identification of trait-improving quantitative trait loci alleles from a wild rice relative, Oryza rufipogon. Genetics 150:899–909