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本研究分别利用我国113个水稻地方品种和“龙锦1号/香软米1578”杂交后代F3家系群196个株系,探讨了我国水稻籽粒地方品种铁含量的差异和Fe、Se元素含量的遗传变异及QTL定位,其研究结果如下:
1.113份水稻地方品种的铁含量变异范围为8.1mg·kg-1~19.9mg·kg-1,平均值为11.5mg·kg-1,变异系数为15.56%。
2.各省份水稻地方品种的平均铁含量大小顺序为吉林>江西>福建>广东>安徽>四川>云南>广西>江苏>湖北>湖南>贵州。
3.粳米的铁含量显著高于籼米;糯米的铁含量显著高于粘米;紫米的铁含量显著高于普通米和红米。
4.龙锦1号Fe含量为27.8mg/kg,而香软米1578Fe含量为57.5mg/kg,香软米1578的Fe含量明显高于龙锦1号。F3代家系群籽粒Fe含量平均值为35.06mg/kg,变异范围为13.5~64.5mg/kg,表现为较大的变异。水稻籽粒Fe元素含量均呈现接近正态的连续分布,认为Fe含量为由多基因所控制的数量性状。
5.龙锦1号的Se含量为80μg/kg,而香软米1578的Se含量为10μg/kg,龙锦1号的Se含量明显高于香软米1578。F3代家系群籽粒Se含量平均值为47.89μg/kg,变异范围为3.0~270.0μg/kg,表现为较大的变异。水稻籽粒Se含量均呈现接近正态的连续分布,认为Se含量为由多基因所控制的数量性状。
6.利用区间作图法,通过对杂交组合“龙锦1号/香软米1578”F2分离群体200个单株的SSR标记分析,构建了一张包含130个SSR标记,覆盖水稻基因组约2374.1cM,标记间平均距离为18.26cM的遗传连锁图谱。
7.检测到与籽粒Fe含量相关的QTL2个,分布于第1、2染色体上的RM9~RM5、RM525~RM3220区间,对表型变异的解释率分别为11.71%和9.15%。其中,位于第1染色体上的qFe1的增效等位基因来自亲本龙锦1号,而位于第2染色体上的qFe2的增效等位基因来自亲本香软米1578.
8.检测到与籽粒Se含量相关的QTL4个,分布于第5、7(2)、10染色体上,对表型变异的解释率分别为6.23%、12.23.%、9.21%和4.22%。其中位于第5染色体RM164~RM3476区间的qSe5和第10染色体RM5620~RM1125区间的qSe10的增效等位基因均来自亲本龙锦1号,而位于第7染色体上RM418~RM432区间的的qSe7-1和位于RM432~RM11区间的qSe7-2的增效等位基因均来自亲本香软米1578。