水稻抗旱性狀的相關(guān)分析及其QTL定位.pdf

1、干旱是影響水稻生產(chǎn)的最重要非生物因素之一，解決這一問(wèn)題的最有效途徑之一是對(duì)水稻的抗旱遺傳機(jī)理開展深入研究，選育出耐旱性強(qiáng)的水稻品種。 本文利用國(guó)際水稻所創(chuàng)制的秈粳交DH群體(IR64/Azucena)及其構(gòu)建的含175個(gè)RFLP標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜，于2004～2005年，在水分脅迫和正常水分條件下，對(duì)水稻不同生育時(shí)期的共計(jì)23個(gè)性狀進(jìn)行了考查和測(cè)定，對(duì)各性狀的變化進(jìn)行了顯著性分析，對(duì)各性狀間及其與抗旱系數(shù)間進(jìn)行了相關(guān)性分析和通徑

2、分析，總結(jié)出了水稻抗旱鑒定體系和方法，對(duì)各性狀進(jìn)行了QTL定位分析。主要結(jié)果如下： 1、本研究所用群體的兩個(gè)親本中，IR64是國(guó)際水稻所育出的典型的秈型水稻品種，Azycena，是菲律賓當(dāng)?shù)氐臒釒Ь退酒贩N，兩者的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，遺傳背景差異較大，目標(biāo)性狀差異明顯，群體平均數(shù)多介于雙親之間，后代分離明顯，表現(xiàn)出明顯的超親分離和連續(xù)變異，適合進(jìn)行抗旱性狀的QTL定位研究。 2、在發(fā)芽期，t測(cè)驗(yàn)表明，水分脅迫下根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和發(fā)

3、芽率均比對(duì)照處理極顯著降低；相關(guān)分析表明，水分脅迫下根長(zhǎng)和發(fā)芽率與抗旱系數(shù)呈顯著正相關(guān)；在兩種水分條件下共檢測(cè)到與發(fā)芽相關(guān)3個(gè)性狀的7個(gè)加性QTLs和14對(duì)上位性QTLs，其中有2個(gè)主效QTLs和4對(duì)上位性QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)。在兩種環(huán)境條件下檢測(cè)的QTL結(jié)果有較大差異，說(shuō)明干旱對(duì)控制發(fā)芽相關(guān)性狀基因的表達(dá)有顯著的影響。在3個(gè)發(fā)芽相關(guān)性狀中，檢測(cè)到的控制發(fā)芽率的QTLs最多，有5個(gè)加性QTLs和5對(duì)上位性QTLs。 3、在苗

4、期，t測(cè)驗(yàn)表明，水分脅迫下苗高、根數(shù)和冠重比對(duì)照處理顯著或極顯著降低，最長(zhǎng)根長(zhǎng)、根重和根冠比比對(duì)照極顯著增加；相關(guān)分析表明，正常灌溉下，根重、根冠比與抗旱系數(shù)之間呈顯著正相關(guān)，水分脅迫下，根重、根冠比與抗旱系數(shù)之間呈極顯著正相關(guān)；在兩種水分條件下6個(gè)苗期相關(guān)性狀共檢測(cè)到7個(gè)加性QTLs，25對(duì)上位性QTLs,檢測(cè)出的上位性QTLs主要集中在根數(shù)和根重，其中兩種環(huán)境條件下檢測(cè)的控制根數(shù)的上位性QTLs達(dá)12對(duì)，控制根重的上位性QTLs有6

5、對(duì)。 4、在出穗期測(cè)量的生理指標(biāo)中，t測(cè)驗(yàn)表明，與對(duì)照處理相比，脯氨酸含量的增加達(dá)極顯著水平，相對(duì)含水量、水勢(shì)、葉綠素含量及氣孔導(dǎo)度的降低均達(dá)顯著或極顯著水平；相關(guān)分析表明，在水分脅迫下，葉片相對(duì)含水量、葉片水勢(shì)與抗旱系數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系；在兩種水分條件下共檢測(cè)到抗旱相關(guān)的6個(gè)生理指標(biāo)的7個(gè)加性QTLs，31對(duì)上位性QTLs，其中有2個(gè)主效QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)，9對(duì)上位性QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)。在兩種環(huán)境條件下檢測(cè)

6、的QTL結(jié)果有較大差異，說(shuō)明干旱對(duì)控制抗旱相關(guān)生理性狀基因的表達(dá)有顯著的影響。在6個(gè)抗旱相關(guān)生理指標(biāo)中，檢測(cè)到的控制氣孔導(dǎo)度和水勢(shì)的QTLs較多，氣孔導(dǎo)度的有3個(gè)加性QTLs，8個(gè)上位性QTLs，水勢(shì)的有8對(duì)上位性QTLs。 5、在水分脅迫下，產(chǎn)量相關(guān)性狀與對(duì)照處理相比，降低均達(dá)顯著或極顯著水平；相關(guān)分析表明，在水分脅迫下，單株穗數(shù)、單株粒重、穗成粒數(shù)和結(jié)實(shí)率與抗旱系數(shù)的相關(guān)達(dá)極顯著水平；在兩種水分條件下8個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀共檢測(cè)到

7、9個(gè)加性QTLs，48對(duì)上位性QTLs，其中有1個(gè)主效QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)，4對(duì)上位性QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)。兩種環(huán)境條件下檢測(cè)的QTL結(jié)果有較大差異，說(shuō)明干旱對(duì)產(chǎn)量相關(guān)性狀基因的表達(dá)有顯著的影響。在8個(gè)抗旱相關(guān)生理指標(biāo)中，檢測(cè)到的與株高、千粒重和單株穗數(shù)有關(guān)的QTLs較多，株高有2個(gè)加性和10個(gè)上位性QTLs，千粒重有1個(gè)加性和8個(gè)上位性QTLs，單株穗數(shù)有8對(duì)上位性QTLs。 6、創(chuàng)造性地總結(jié)出水稻品種抗旱鑒定體系和方

8、法：在發(fā)芽期15％PEG溶液下發(fā)芽率和根長(zhǎng)大的抗旱能力強(qiáng)；苗期水分脅迫下根干重和根冠干重比大的抗旱能力強(qiáng)；抽穗期水分脅迫下葉片相對(duì)含水量和水勢(shì)的高抗旱能力強(qiáng)；成熟期單株穗數(shù)、單株粒重、穗成粒數(shù)、結(jié)實(shí)率大的抗旱能力強(qiáng)。 7、抗旱相關(guān)性狀的互作效應(yīng)廣泛存在。在檢測(cè)到23個(gè)性狀或指標(biāo)的118對(duì)互作QTL位點(diǎn)，分布在12條染色體上，許多QTL表現(xiàn)出較高的效應(yīng)值和貢獻(xiàn)率，說(shuō)明互作效應(yīng)發(fā)揮著重要作用。 8、定位結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，控制苗期性