水稻耐高溫遺傳基礎(chǔ)研究及基因表達(dá)譜分析.pdf

1、隨著“溫室效應(yīng)”不斷加劇，全球氣候極速變暖，全球許多國(guó)家和地區(qū)都在一定的程度上遭受高溫危害，高溫已經(jīng)成為限制水稻生產(chǎn)的主要環(huán)境因子之一。高溫不僅會(huì)導(dǎo)致水稻大量減產(chǎn)和稻米品質(zhì)的降低，而且會(huì)使水稻整個(gè)種植制度發(fā)生改變。相對(duì)于其他的逆境因子，水稻耐高溫遺傳研究起步較晚且遺傳機(jī)制較為復(fù)雜，其易受環(huán)境影響，是導(dǎo)致水稻耐高溫遺傳基礎(chǔ)研究及耐高溫育種工作相對(duì)緩慢的主要原因，提高水稻品種的耐高溫性以及加強(qiáng)耐高溫遺傳研究是今后提高水稻耐高溫的主要方向之一

2、。另一方面，隨著水稻全基因組測(cè)序的完成和基因芯片技術(shù)的發(fā)展，利用基因芯片技術(shù)通過(guò)全基因組對(duì)不同逆境條件、不同組織器官進(jìn)行基因表達(dá)譜分析，了解基因在不同逆境條件下、不同組織中的表達(dá)模式，尋找和發(fā)現(xiàn)與抗逆相關(guān)基因，為水稻耐高溫基因的分子克隆提供有利的理論依據(jù)。
　　 本研究主要包括3個(gè)方面的內(nèi)容：1）以華201S和11-32A為母本，分別與重組自交系(T219/T226)雜交配組并獲得雜合遺傳群體。了解雜合遺傳群體在不同環(huán)境結(jié)實(shí)率的

3、表現(xiàn)，并在抽穗開(kāi)花期對(duì)這兩個(gè)群體進(jìn)行耐高溫鑒定以及耐高溫QTL分析；2)以25個(gè)材料為耐高溫性供體親本，以T219或T226為受體親本，不斷的進(jìn)行雜交和回交，初步構(gòu)建水稻耐高溫近等基因系(NIL)，調(diào)查和分析各個(gè)回交世代結(jié)實(shí)率的耐高溫表現(xiàn)，并分析BC2F2世代是否符合孟德?tīng)?:2:1規(guī)律；3）以T219和T226試驗(yàn)材料，在抽穗開(kāi)花期對(duì)這兩個(gè)試驗(yàn)材料進(jìn)行高溫、干旱以及高溫和干旱逆境脅迫，分析基因在不同逆境條件的表達(dá)模式以及在不同組織中的

4、特異性表達(dá)。以上實(shí)驗(yàn)主要研究結(jié)果如下：
　　 1.對(duì)親本T219和T226進(jìn)行抽穗開(kāi)花期耐高溫鑒定，結(jié)果表明，兩者在耐高溫性上存在明顯差異，T226的結(jié)實(shí)率明顯高于T219。但兩者的花粉育性并未出現(xiàn)明顯的差異，但T226花粉在柱頭上附著量明顯多于高溫敏感材料T219，推測(cè)在抽穗開(kāi)花期，高溫對(duì)結(jié)實(shí)率的影響并不受花粉育性的影響，而與花粉在柱頭上的附著量有一定的關(guān)系。
　　 2.不同環(huán)境條件下，華201S/RIL(T219/T

5、226)群體各株系間差異明顯；且在3種不同的環(huán)境下，該群體的結(jié)實(shí)率都高于Ⅱ-32A/RIL(T219/T226)群體，說(shuō)明在不同的環(huán)境條件下華201S/RIL(T219/T226)群體結(jié)實(shí)率相對(duì)穩(wěn)定。
　　 3.相關(guān)性分析表明，群體在兩兩不同的環(huán)境條件下都呈極顯著相關(guān)，說(shuō)明環(huán)境對(duì)群體的結(jié)實(shí)率有明顯的影響；另外群體在高溫、盆栽以及田間條件下的結(jié)實(shí)率都與父本表現(xiàn)極顯著相關(guān)。
　　 4.群體的結(jié)實(shí)率在一定程度上存在雜種優(yōu)勢(shì)，其

6、中的正向或負(fù)向優(yōu)勢(shì)各有表現(xiàn)。群體在競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)方面整體表現(xiàn)為負(fù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)居多，其中只有45個(gè)組合表現(xiàn)為正向競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，占32.61％;而群體在超親優(yōu)勢(shì)上表現(xiàn)為正向優(yōu)勢(shì)，其中有64個(gè)組合表現(xiàn)為正向超親優(yōu)勢(shì)，占46.38％。
　　 5.利用人工氣候室對(duì)兩個(gè)群體進(jìn)行抽穗開(kāi)花期的耐高溫處理，以耐高溫系數(shù)為耐高溫指標(biāo)，對(duì)水稻抽穗開(kāi)花期耐熱性進(jìn)行了QTL定位分析，兩群體共定位4個(gè)耐熱性QTL，分別位于第4、7、10和11染色體，其貢獻(xiàn)率分別是5.0