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，解決這一問題的最有效途徑之一是對水稻的抗旱遺傳機理開展深入研究，選育出耐旱性強的水稻品種。 本文利用國際水稻所創(chuàng)制的秈粳交DH群體(IR64/Azucena)及其構(gòu)建的含175個RFLP標記的遺傳連鎖圖譜，于2004～2005年，在水分脅迫和正常水分條件下，對水稻不同生育時期的共計23個性狀進行了考查和測定，對各性狀的變化進行了顯著性分析，對各性狀間及其與抗旱系數(shù)間進行了相關(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，對各性狀進行了QTL定位分析。主要結(jié)果如下： 1、本研究所用群體的兩個親本中，IR64是國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，遺傳背景差異較大，目標性狀差異明顯，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，適合進行抗旱性狀的QTL定位研究。 2、在發(fā)芽期，t測驗表明，水分脅迫下根長、芽長和發(fā)

3、芽率均比對照處理極顯著降低；相關(guān)分析表明，水分脅迫下根長和發(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到與發(fā)芽相關(guān)3個性狀的7個加性QTLs和14對上位性QTLs，其中有2個主效QTLs和4對上位性QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)。在兩種環(huán)境條件下檢測的QTL結(jié)果有較大差異，說明干旱對控制發(fā)芽相關(guān)性狀基因的表達有顯著的影響。在3個發(fā)芽相關(guān)性狀中，檢測到的控制發(fā)芽率的QTLs最多，有5個加性QTLs和5對上位性QTLs。 3、在苗

4、期，t測驗表明，水分脅迫下苗高、根數(shù)和冠重比對照處理顯著或極顯著降低，最長根長、根重和根冠比比對照極顯著增加；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個苗期相關(guān)性狀共檢測到7個加性QTLs，25對上位性QTLs,檢測出的上位性QTLs主要集中在根數(shù)和根重，其中兩種環(huán)境條件下檢測的控制根數(shù)的上位性QTLs達12對，控制根重的上位性QTLs有6

5、對。 4、在出穗期測量的生理指標中，t測驗表明，與對照處理相比，脯氨酸含量的增加達極顯著水平，相對含水量、水勢、葉綠素含量及氣孔導(dǎo)度的降低均達顯著或極顯著水平；相關(guān)分析表明，在水分脅迫下，葉片相對含水量、葉片水勢與抗旱系數(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到抗旱相關(guān)的6個生理指標的7個加性QTLs，31對上位性QTLs，其中有2個主效QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)，9對上位性QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)。在兩種環(huán)境條件下檢測

6、的QTL結(jié)果有較大差異，說明干旱對控制抗旱相關(guān)生理性狀基因的表達有顯著的影響。在6個抗旱相關(guān)生理指標中，檢測到的控制氣孔導(dǎo)度和水勢的QTLs較多，氣孔導(dǎo)度的有3個加性QTLs，8個上位性QTLs，水勢的有8對上位性QTLs。 5、在水分脅迫下，產(chǎn)量相關(guān)性狀與對照處理相比，降低均達顯著或極顯著水平；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)實率與抗旱系數(shù)的相關(guān)達極顯著水平；在兩種水分條件下8個產(chǎn)量相關(guān)性狀共檢測到

7、9個加性QTLs，48對上位性QTLs，其中有1個主效QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)，4對上位性QTLs存在環(huán)境互作效應(yīng)。兩種環(huán)境條件下檢測的QTL結(jié)果有較大差異，說明干旱對產(chǎn)量相關(guān)性狀基因的表達有顯著的影響。在8個抗旱相關(guān)生理指標中，檢測到的與株高、千粒重和單株穗數(shù)有關(guān)的QTLs較多，株高有2個加性和10個上位性QTLs，千粒重有1個加性和8個上位性QTLs，單株穗數(shù)有8對上位性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)芽率和根長大的抗旱能力強；苗期水分脅迫下根干重和根冠干重比大的抗旱能力強；抽穗期水分脅迫下葉片相對含水量和水勢的高抗旱能力強；成熟期單株穗數(shù)、單株粒重、穗成粒數(shù)、結(jié)實率大的抗旱能力強。 7、抗旱相關(guān)性狀的互作效應(yīng)廣泛存在。在檢測到23個性狀或指標的118對互作QTL位點，分布在12條染色體上，許多QTL表現(xiàn)出較高的效應(yīng)值和貢獻率，說明互作效應(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