中国水稻微核心种质遗传多样性分析与新基因发掘

水稻是世界重要粮食作物之一,人类为了自身的生存和发展,对亚洲栽培稻的“驯化”自远古以来一直未曾停过。突破性品种的培育成功往往与种质资源中有利基因的发现和利用相关。在种质资源中发掘新的重要性状基因,对水稻的分子育种具有重要意义。本研究主要利用一套来自中国水稻种质资源的微核心种质、非洲栽培稻和AA组野生稻,通过田间农艺性状的考察和功能基因标记的基因型鉴定,初步建立微核心种质数据库；分析重要农艺性状在微核心种质中、水稻亚种间以及它们与野生近缘种间的变异；通过基因多样性分析和关联分析,发掘重要基因及其单倍型的变异和分布。主要结果如下：1.参照《水稻种质资源描述规范和数据标准》考察213份微核心种质的田间农艺性状,将农艺性状数据标准化,初步建立微核心种质数据库,该数据库收录了包括213份微核心种质在内的441份种质资源从2005年至2008年4个年度的155项描述性和特性数据共7,029条记录。2.对微核心种质的15项重要农艺性状的统计分析结果显示,该套微核心种质的农艺性状具有丰富的多样性,平均变异系数在0.14-0.48之间；4个与产量相关的性状的变异较大：单株实粒重平均变异系数0.45,二次枝梗数平均变异系数0.44,每穗颖花数平均变异系数0.43,有效穗数平均变异系数0.36。微核心种质多个年度试验中各农艺性状间普遍存在着紧密的相关性。决定水稻植株形态构成的几个性状,如株高、剑叶长以及产量相关性状如有效穗数、每穗颖花数与单株实粒重等表现出显著或极显著相关。剑叶SPAD值(叶绿素荧光吸收率)与10个农艺性状呈显著相关。3.利用24个分布于12条染色体的SSR标记对微核心种质的群体结构进行分析,显示k=2时该群体结构稳定,即微核心种质分成两个亚群对应籼粳亚群。4.利用生物信息学方法鉴定7个淀粉合成代谢途径的重要基因(RSs3、Waxy、SSS1、ALK、SBEI、SDE-Iso和SDE-pu)的多态性位点并开发RSs3、SDE-Iso和SDE-pu的基因标记。结合