水稻選擇導入系耐低氮改良與QTL定位研究.pdf

1、氮素是水稻生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)物質(zhì)之一,也是需求最大的礦質(zhì)營養(yǎng)元素之一。在水稻生長過程中,單位面積用氮量高和利用率低已成為水稻發(fā)展的兩大難題。研究水稻氮代謝的機制,提高氮肥吸收、利用效率是保證我國水稻安全可持續(xù)生產(chǎn)的一種經(jīng)濟、環(huán)保和長效的策略。本論文以我國生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的秈稻恢復系蜀恢527和明恢86為輪回親本,2004和TKM9為供體親本,構(gòu)建了蜀恢527/2004、明恢86/2004、蜀恢527/TKM9及明恢86/TKM9等

2、4個BC2F4耐低氮選擇導入系群體。在正常施氮(對照)與低氮脅迫(處理)兩種水平下,對株高、穗長、單株有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重及單株產(chǎn)量等八個重要農(nóng)藝性狀進行了表型鑒定及QTL定位分析。主要結(jié)果如下:
　　1.從各性狀來看,低氮脅迫對四個選擇導入系群體的千粒重、結(jié)實率及單株有效穗數(shù)影響較大,最終引起單株產(chǎn)量的降低。耐低氮品種選育要注重選擇分蘗力強、結(jié)實率高、千粒重表現(xiàn)穩(wěn)定的株系。
　　2.相關(guān)性分析結(jié)

3、果表明,在正常施氮與低氮脅迫兩種水平下,單株產(chǎn)量與單株有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、每穗總粒數(shù)與結(jié)實率之間呈顯著或極顯著正相關(guān),千粒重與每穗實粒數(shù)、每穗總粒數(shù)和單株有效穗數(shù)之間呈顯著或極顯著負相關(guān)。說明在高產(chǎn)育種在注重分蘗力、穗粒數(shù)和結(jié)實率的改良,注意穗粒數(shù)與千粒重的協(xié)調(diào)。
　　3.通徑分析結(jié)果表明,在正常施氮與低氮脅迫兩種水平下,單株有效穗數(shù)對單株產(chǎn)量的直接效應(yīng)最大,且受到每穗實粒數(shù)的影響較大。因此,協(xié)同提高水稻單株有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)

4、指標對于水稻高產(chǎn)育種較為重要,這與相關(guān)性分析結(jié)果一致。
　　4.產(chǎn)量及其相關(guān)性狀的QTL定位結(jié)果表明,根據(jù)在正常施氮與低氮脅迫兩種水平下QTL的不同表達,檢測到穩(wěn)定表達的18個QTL,貢獻率介于10.57％~32.96%,增效等位基因來自供體親本2004或TKM9,這類位點可以作為產(chǎn)量性狀改良的重點。如蜀恢527/2004群體中定位到的控制每穗實粒數(shù)和每穗總粒數(shù)的qfgp6、qfgp12、qsnp6a、qsnp12;蜀恢527/T

5、KM9群體中定位到的控制株高、穗長和結(jié)實率的qph2b、qpl12a、qsf3。
　　4個群體定位到了34個影響正常施氮與低氮脅迫兩種水平下性狀差值的QTL,增效等位基因來自供體親本2004或TKM9,貢獻率介于7.32%~20.2%。如蜀恢527/2004群體檢測到控制株高的qph2a和qph5等位點,蜀恢527/TKM9群體中檢測到控制每穗實粒數(shù)的qfgp12,明恢86/2004群體中檢測到控制千粒重的qtgw3a和qtgw5

6、,明恢86/TKM9群體中檢測到控制每穗總粒數(shù)的qsnp12,這類位點降低了目標性狀在正常施氮與低氮脅迫兩種水平下的表型差值,推測這類位點對水稻低氮脅迫的耐性有直接貢獻。
　　4個群體在正常施氮與低氮脅迫兩種水平下共檢測到14個一因多效位點,其增效等位基因均來自于供體親本2004或TKM9,貢獻率介于13.52%~25.68%。如明恢86/TKM9群體檢測到與標記RM286連鎖的位點qfgp11、qsnp11和qyd11同時作用于

7、每穗實粒數(shù)、每穗總粒數(shù)和單株產(chǎn)量,在這3個位點導入供體親本TKM9基因能夠較好的提高每穗實粒數(shù)、每穗總粒數(shù)和單株產(chǎn)量?？衫梅肿訕擞涊o助選擇在這類位點上表現(xiàn)為供體基因型的個體對不同遺傳背景的改良和后代選擇具有重要意義。有些一因多效位點不利于不同性狀的同步改良,如明恢86/2004群體中與標記RM346連鎖的位點qsnp7b和qtgw7,控制每穗總粒數(shù)的增效等位基因來自明恢86,控制千粒重的增效等位基因來自供體親本2004。對這類位點要根