水稻深根性相關性狀的QTLs定位.pdf

1、水稻是我國乃至全球的主要糧食作物之一。干旱是影響水稻產量的非生物脅迫因子，提高水稻抗旱性是保證糧食安全的重要手段之一。根系是水稻從土壤中吸收水分的主要器官，在地表干旱的情況下可深入地下吸收地下水以滿足水稻的正常生長，因此，水稻的深根性被認為是反映水稻抗旱性的一個典型的形態(tài)指標，提高水稻的深根性是提高其抗旱能力的有效手段。
　　深根比是衡量水稻的深根性的指標。本研究以來源于珍汕97B與IRAT109的200份重組自交系為實驗材料，采

2、用籃子法種植方式，在2015年7月和8月兩個時間分別種植了兩批（7月份為Evr1，8月份為Evr2），考察了株高（plant height, PH）、分蘗(tiller number, T)、淺根數（shallow root number, SR）、深根數(deep root number, DR)、總根數（total root number,TR）、深根比（ratio of deep roots, RDR）、單分蘗根數（root nu

3、mber per tiller, RN）及根粗(radius of root, R)等水稻深根性相關性狀，結合包含有2498個標記（將119,900個SNP標記采用bin-map策略分為2498個bin）的遺傳連鎖圖譜，運用QTL ICIMapping V4.1對上述性狀進行了QTL定位分析，相比較先前利用200個SSR標記，本研究繪制的高密度遺傳連鎖圖譜定位結果更加精確和可靠。本研究的主要研究結果如下：
　　1.深根性相關性狀間

4、的相關性分析。深根比與淺根數、深根數的相關度較高，兩環(huán)境下與淺根數相關系數為-0.470**和-0.472**，與深根數的相關系數為0.564**和0.742**，分別表現出極顯著的負相關和極顯著正相關，深根數增多會引起深根比增加，而淺根數增加會導致深根比減小?？偢鶖?、分蘗數、株高和單分蘗根數四個深根相關性狀均與淺根數和深根數呈極顯著正相關，與深根比無顯著相關性或沒有重復檢測到顯著相關性。根粗已被證明是水稻抗旱性的一個典型的形態(tài)指標，但

5、是在研究中發(fā)現，其與其余7個性狀之間均不呈顯著相關性。
　　2.深根性相關性狀的QTL定位。對水稻深根性相關性狀QTL進行定位，分別檢測到深根比QTL7個、株高QTL5個、分蘗QTL6個、淺根數QTL5個、深根數QTL10個、總根數QTL4個、單分蘗根數QTL7個和根半徑QTL3個，遍布在12條染色體上。其中深根數和單分蘗根數分別與深根比均有重復定位區(qū)間，分別為4個和1個，其中一個位點在深根數、單分蘗根數和深根比三個性狀中均被定位

6、到；總根數與深根數、淺根數也分別有1個和2個重復定位區(qū)間。因此，本研究共定位到深根性相關QTL39個。本研究定位到的深根比QTL分別位于1、2、4、6號染色體上。其中3個效應較大的QTL，遺傳率在6.89％~19.45%范圍內，分別為：（1）2號染色體上QTL（31.1-31.5Mb）來起增效作用的等位基因自于淺根品種珍汕97B，兩環(huán)境下可以增加深根比分別為3.15%和4.27%。該位點在深根數中被重復定位到，且與已定位到的深根比QTL

7、重合，如深根比qRDR-2(29.6-31.5Mb)；（2）4號染色體上 QTL起增效作用的等位基因來自于珍汕97B，兩環(huán)境下分別可以增加深根比2.51%和2.50%，該位點（28.2-28.4Mb）在深根數和單分蘗根數中都有重復定位到，說明該位點對3個性狀均有作用。該QTL與前人報道的DRO2（27.7-30.7Mb）物理位置非常接近(Uga2013)；（3）1號染色體上的QTL起增效作用的等位基因來自于親本IRAT109，在兩環(huán)境下

8、可以增加深根比約2.39%和3.22%，該位點無RDR相關QTL的報道。除以上QTL，我們在7號染色體上定位到一位點，同時控制深根數和總根數兩性狀，且效應很高，深根表型中貢獻率達到21.3%，其起增效作用的等位基因來自IRAT109，可增加深根數20.08個。此外我們重復檢測到的兩個株高主效位點與前人報道的半矮稈基因sd1和矮稈窄葉基因NAL1相重疊。
　　論文對水稻深根性性狀的相關性、相同性狀在不同環(huán)境的QTL定位以及本研究中的