低温冷害是水稻生长过程中常见的逆境之一，与其它时期冷害相比，孕穗期冷害给水稻生产带来的损失最大。R727是孕穗期极耐冷的昆明地方粳稻品种昆明小白谷与日本平原粳稻品种十和田杂交后代获得的耐冷性重组自交系。本文利用R727和孕穗期冷敏感籼稻品种93-11配制杂交组合，选择F3分离家系和BC1F2回交群体，通过构建遗传图谱对孕穗期耐冷性进行QTL定位分析，分别在F3家系中检测到9个QTL位点，BC1F2群体检测到6个QTL位点，其中，qCTB1.2、qCTB 4.1、qCTB8.1、qCTB10.1、qCTB11.1五个QTL位点未见报道，可能是新的孕穗期耐冷QTL位点，有3个QTL位点在两个分离群体中同时检测到，4号染色体检测到的QTL位点与之前克隆的孕穗期耐冷基因Ctb1位于同一位置，2号和8号染色体上检测到的QTL位点，qCTB2.1、qCTB8.1，LOD值较大，分别为6.15和10.88，解释表型贡献率分别为23.42%和21.98%，是控制孕穗期耐冷性的主效QTL位点。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1实验材料与方法2
1.1 实验材料 2
1.2 实验方法 3
1.2.1 人工气候室模拟低温处理3
1.2.2 水稻叶片DNA的提取3
1.2.3 分子标记的选择及开发3
1.2.4 PCR反应体系及扩增程序4
1.2.5 电泳检测及分析4
1.2.6 连锁图谱构建及QTL定位5
2 结果与分析5
2.1 亲本孕穗期耐冷性表现分析5
2.2 F3、BC1F2群体耐冷性分布规律6
2.3 孕穗期耐冷性QTL检测6
3 讨论 8
致谢9
参考文献9
水稻孕穗期耐冷性QTL定位
引言
引言：水稻是主要粮食作物之一，全世界水稻播种面积约1.8亿hm2，从南纬34。的南美洲大西洋沿岸至北纬53。27′的黑龙江漠河、从平原到海拔2700m范围内广泛栽培。全世界每年有1500万hm2以
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上的稻作受到低温威胁，低温冷害是水稻栽培过程中的常见问题，普遍发生在高纬度亚寒带地区、热带以及亚热带的高海拔地区。世界上的主要产稻国，包括中国、日本、韩国、印度、美国等在内的很多国家都存在严重的冷害问题[1]。我国的华北、东北、西北长江中下游、西南和华南地区的稻作区域都受到程度不同的低温冷害威胁，东北地区的水稻平均3～4年中有1年遭受低温冷害，我国每年因冷害损失稻谷30～50亿kg[2]，选育耐冷性强的品种对高纬度、高海拔地区水稻高产、稳产及其发展具有重要意义。
水稻冷害指水稻在低于其正常生长发育所需温度的条件下，一段时间后，正常生长发育受到了影响的现象。根据低温冷害发生的主要时期可以将其分成芽期冷害、苗期冷害、孕穗期冷害、开花期冷害和灌浆期冷害。孕穗期冷害指水稻从生殖生长开始至抽穗开花期受到低温侵袭，导致花粉不能正常发育进而影响正常开花授粉而产生空粒瘪粒的一种冷害[3]；孕穗开花期冷害主要在我国的东北、云贵高原的粳稻区和长江中下游的晚稻区、日本东北部和北海道、印度北部山区、印度尼西亚山区、美国加利福尼亚州、菲律宾北部发生[3]。
孕穗期是水稻对低温冷害最敏感的时期，其耐冷性研究一直备受关注。金润洲综述日本的研究认为，孕穗期耐冷性是受2～7对基因控制的数量性状，且平均显性度很高(金润洲，1990)。Toriyama对水稻组合Somewake和Aomori5的F2和F3代耐冷性进行研究，发现耐冷性表现为较高的狭义遗传力（0.639、0.835），认为孕穗期耐冷性由具有基因累加效应的57对显性基因控制(Toriyama et al. 1960)[4]。Sawada的研究认为，在低温处理下水稻F2不育率呈连续分布，耐冷性与Pr(Ⅰ)、Re(Ⅳ)、bc(Ⅵ)和Hg(Ⅶ)相连锁，最少由6个主效基因控制(Sawada. 1978)[5]。戴陆圆对日本晴/昆明小白谷的杂交后代研究发现，昆明小白谷的耐冷性有效因子有3对；对昆明小白谷/十和田的杂交后代研究发现，1～2对主效基因参与调控结实率性状(戴陆圆等，1999)[1]。曾亚文研究发现，籼粳杂交结实率可能受1～2对基因所控制，其中有1对主效基因控制耐冷基因的表达(曾亚文等，2000)[6]。杨树明研究发现，孕穗期耐冷性受2对主效基因和微效多基因同时控制，且主效基因和微效基因都呈加性显性上位性效应(杨树明等，2006)[7]。申时全等研究发现，孕穗期耐冷性由2对主基因控制，且主基因的加性效应、显性效应以及主基因之间的相互作用普遍存在(申时全等，2006)。研究表明，在低温条件下不同稻作区以及不同世代育性分布规律的总体趋势基本一致，即随着世代的增加，耐冷主效基因有累加趋势，而主效基因和微效基因在表达上却存在着差异[6]。
伴随分子生物学的飞速发展，利用分子标记开展耐冷性QTL定位研究已经越来越普遍，很多研究者对水稻各个时期的耐冷性都进行了比较深入的研究。Saito等在第4染色体上定位到了两个连锁的QTL位点Ctb1和Ctb2，随后将Ctb1精细定位到了17 kb的范围内，其中包含两个候选基因，一个编码Fbox 蛋白，另一个编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，后经转基因验证，证明Fbox 蛋白基因是耐冷基因，耐冷性是和花药长度相关联的，Fbox 蛋白和一个E3 泛素连接酶亚基Skp1 互作，表明泛素蛋白酶体途径可能参与了孕穗期的冷耐受过程(Saito et al. 2004；Saito et al. 2010；Saito et al. 2010；Andaya et al. 2003)。Zhou等在7号染色体长臂上精细定位了一个孕穗期耐冷相关的QTL qCTB7，位于分子标记 RI02905 和 RM21862之间92 kb，存在于BAC 克隆AP003804内(Zhou et al. 2010)。Dai等通过培育“十和田/昆明小白谷”重组自交系群体（RIL），在云南自然低温条件下，以耐冷性极强的云南高原粳稻地方品种“昆明小白谷”为耐冷基因源，以分离最大的F2和F3为材料，较全面地了解了地方稻种“昆明小白谷”孕穗期耐冷性QTLs的分布概貌；检测出与孕穗期耐冷性相关的QTLs 9个，位于第1（2QTLs）、3、4、6（2QTLs）、7、10和12染色体上，解释总表型变异的方差为54.2%，单个QTL对表型变异的解释率为5.0～37.8%；其中，qTFSP10位于第10染色体短臂，RM239与G1010之间，其表型变异贡献率最大，达到37.8%(Dai et al. 2004）[2528]。
1 实验材料与方法
1．1 实验材料
亲本材料：R727、9311作为亲本材料，其中R727为孕穗期耐冷供体，是由孕穗期极耐冷的云南高原粳稻地方品种“昆明小白谷”和孕穗期极不耐冷的日本平原粳稻品种“十和田（Towada）”组配的孕穗期耐冷性稳定遗传的重组自交系（RIL），9311为孕穗期极不耐冷的籼稻品种。
群体材料：以9311为母本，以R727为父本进行杂交获得F1代，其后分别自交与回交(9311为轮回亲本)获得F3和BC1F2群体，从F3和BC1F2群体中选择结实率分离比较明显的群体进行孕穗期耐冷性的QTL定位[8]。

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