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水稻功能基因组学的快速发展,不但为水稻遗传研究提供有力的工具,也为育种者通过分子标记定向改良水稻品种提供了可靠的信息支持。可行高效的基因定向改良需要全面地了解目标性状的遗传基础,开发DNA分子标记,筛选验证与目标性状关联的分子位点,从而精确地设计育种方案。然而,兼具高密度、高准确率、检测简便并低成本的分子标记技术体系的缺乏,阻碍了分子标记在育种中的实践应用。随着水稻基因组计划的不断深入,以SNP(单核苷酸多态性)为核心的新一代分子标记将大幅度提高分子标记育种效率。在SNP分型技术中,KASP(竞争性等位基因PCR)检测方法支持低、中、高通量SNP检测,且成本低、准确性高,具有良好的应用前景。本研究针对性地检索国际水稻基因组数据库和文献资源,获得批量的有用SNP位点,以481份广泛分布于国内外的水稻种质为材料,设计开发覆盖水稻全基因组的基于KASP基因分型技术的SNP标记体系。以与水稻产量及品质高度相关的籽粒为目标性状,展开分子标记与性状的关联研究。主要研究结果如下:1、利用Wx_Intron1_K、Badh2-E7、ALK和Pita标记的Sanger测序结果与KASP检测结果进行对比,验证了KASP检测结果的准确性。在此基础上,从SNP数据库中收集八种类型共596个位点设计成565对引物,并利用其对481个水稻种质进行KASP检测。获得荧光信号的SNP共558个,其中467个存在多态性,进而转化成为KASP-SNP标记。该套KASP-SNP标记在水稻基因组上平均标记密度达到1.24个SNP/Mb,其中已报道的与水稻重要性状(产量、米质、抗性、根系发育、植株发育和育性)相关的标记共244个。2、基于KASP-SNP标记对481个水稻种质进行遗传多样性分析,结果表明:465个标记在主效位点频率、基因多样性、杂合度以及多态信息含量PIC值的平均值分别为0.80、0.28、0.01和0.24。在40个位点上检测到40个稀有类型的等位基因(基因频率低于1%),分布在50个水稻材料中。聚类分析和群体结构均显示本研究水稻材料可分为三大亚群,群内各小亚群基因多样性和多态信息含量浮动范围分别为0.19~0.50,0.16~0.37,遗传多样性较高。利用KASP-SNP标记体系的5个功能型标记在三大亚群中分别筛选到含多基因优异水稻种质材料各97份、18份和3份。3、对群体中323份材料的粒型粒重性状展开调查,结果显示水稻精米的粒长、粒宽、长宽比、白度、粒厚、百粒重、谷粒的粒厚、百粒重以及谷粒精米的粒厚差、百粒重差共10个农艺性状基本符合正态分布曲线,除精米粒长与部分性状无显著相关外,其他性状两两之间均显著相关。连锁不平衡分析结果表明413个标记的14,325个位点组合均存在一定程度的LD,整个群体中D’平均值为0.076,r~2平均值为0.438,LD衰减物理距离约为100kb。在此基础上,利用一般线性模型GLM进行全基因组关联分析,获得37个与粒型、粒重显著关联的SNP位点和标记,其中1个标记同时与3个性状显著相关、10个标记同时与2个性状显著相关。综上,本研究首次在水稻中开发出全基因组KASP-SNP标记,并初步明确了部分SNP标记对于籽粒性状的贡献,为实现SNP分子标记的进一步育种应用奠定了基础。