基于SSSL的水稻耐冷QTL的定位和聚合效應(yīng).pdf

1、水稻低溫冷害是一種全球性的自然災(zāi)害，可發(fā)生在水稻的不同生長發(fā)育時(shí)期。雖然培育耐冷水稻品種被認(rèn)為是減少水稻低溫冷害最有效的方式。但是，由于水稻耐冷性的遺傳基礎(chǔ)非常復(fù)雜，以表型為基礎(chǔ)的常規(guī)育種很難高效地改良水稻的耐冷性。只有深入剖析水稻耐冷性的遺傳基礎(chǔ)，并開展水稻分子育種，才有望高效準(zhǔn)確地提高水稻耐冷性，實(shí)現(xiàn)水稻耐冷性育種的突破。為了培育出耐冷的水稻品系，本研究對(duì)以“華粳秈74”為遺傳背景構(gòu)建的單片段代換系庫的親本等品系進(jìn)行了耐冷性評(píng)價(jià)，并

2、選擇由耐冷供體發(fā)展來的單片段代換系群體來定位耐冷QTL，在此基礎(chǔ)上開展分子聚合育種來培育耐冷的優(yōu)良水稻品系。主要結(jié)果如下：
　　1.對(duì)多樣性豐富的34份水稻品系進(jìn)行了發(fā)芽期、芽期、苗期和抽穗開花期的耐冷性鑒定。粳稻“Katy”發(fā)芽期耐冷性強(qiáng)；粳稻“麗江新團(tuán)黑谷”、“空育131”、“IR65598-112-2”和“IR66897B”芽期耐冷性強(qiáng)；粳稻“南洋占”、“麗江新團(tuán)黑谷”和“空育131”苗期耐冷性強(qiáng)；粳稻“Kyeema”和秈稻

3、“IR58025B”抽穗開花期耐冷性強(qiáng)。對(duì)4個(gè)時(shí)期耐冷性的相關(guān)分析顯示，發(fā)芽期與芽期、苗期、抽穗開花期的耐冷性均沒有顯著相關(guān)；芽期跟苗期的耐冷性呈極顯著正相關(guān)；芽期和穗期的耐冷性以及苗期和穗期的耐冷性都沒有顯著相關(guān)。
　　2.對(duì)來源于耐冷供體的30份SSSL進(jìn)行了5次獨(dú)立的芽期耐冷QTL的鑒定實(shí)驗(yàn)，共檢測(cè)到15個(gè)芽期耐冷QTL，這些耐冷QTL分布在第1、第2、第3、第5、第6、第9、第10和第12等8條染色體上；對(duì)這些耐冷QTL的

4、多次檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行整體t測(cè)驗(yàn)，有5個(gè)耐冷QTL有穩(wěn)定的效應(yīng)，分別是qCtp-1、qCtp-3、qCtp-5-3、qCtp-6-1、qCtp-10，有4個(gè)QTL表現(xiàn)為增效，其中加性效應(yīng)值最高的是qCtp-6-1，為17.98％。
　　3.對(duì)來源于耐冷供體的28份SSSL在苗期以冷害指數(shù)和存活率為指標(biāo)分別進(jìn)行了5次獨(dú)立的耐冷QTL的鑒定。在苗期以冷害指數(shù)為指標(biāo)，共檢測(cè)到6個(gè)苗期耐冷QTL，這些耐冷QTL分布在第4、第6和第12等3條染色

5、體上，對(duì)這些耐冷QTL的多次耐冷檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行整體t測(cè)驗(yàn)，有3個(gè)耐冷QTL有穩(wěn)定的效應(yīng)，分別是qCtd-4-2、qCtd-6-2、qCtd-12，都表現(xiàn)為增效。其中加性效應(yīng)值最高的是qCtd-6-2，為1.13；在苗期以存活率為指標(biāo)，共檢測(cè)到9個(gè)苗期耐冷QTL，這些耐冷QTL分布在第3、第4、第5、第6、第9和第12等6條染色體上，對(duì)這些耐冷QTL的多次耐冷檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行整體t測(cè)驗(yàn)，有3個(gè)耐冷QTL有顯著的效應(yīng)，分別是qCts-3、qCts

6、-6-1、qCts-12，都表現(xiàn)為增效。其中加性效應(yīng)值最高的是qCts-3，為13.00%。
　　4.對(duì)來源于耐冷供體的21份SSSL進(jìn)行了3次獨(dú)立的抽穗開花期耐冷QTL的鑒定實(shí)驗(yàn)，共檢測(cè)到8個(gè)抽穗開花期耐冷QTL，這些耐冷QTL分布在第1、第3、第6和第12等4條染色體上，對(duì)這些耐冷QTL的多次耐冷檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行整體t測(cè)驗(yàn)，有3個(gè)耐冷QTL有穩(wěn)定的效應(yīng)，其中qCth-6-1表現(xiàn)為增效，而qCth-6-2、qCth-12的加性效應(yīng)方

7、向則相反。它們的加性效應(yīng)絕對(duì)值都超過10.00%。進(jìn)一步對(duì)位于第6染色體上的耐冷QTL qCth-6-1進(jìn)行了精細(xì)定位，qCth-6-1被定位到第6染色體的45kb物理區(qū)間，其間有8個(gè)候選基因。
　　5.用帶有耐冷QTL的SSSL開展聚合育種，得到32份多耐冷QTL聚合系，這些聚合系的目標(biāo)性狀包括發(fā)芽期、芽期、苗期和抽穗開花期的耐冷性。通過對(duì)11份聚合系在芽期和苗期的耐冷表型鑒定顯示，耐冷 QTL qCtp-4/qCtp-6-1和

8、qCtp-3/qCtp-6-1組合能顯著提升芽期的耐冷性；qCts-6-1/qCts-12和qCts-3//qCts-6-1/qCts-12組合能顯著提升苗期的耐冷性。
　　本研究篩選出了不同生長發(fā)育時(shí)期耐冷的品系，并通過其構(gòu)建的SSSL群體進(jìn)行了芽期、苗期和抽穗開花期的耐冷QTL的定位，對(duì)一些效應(yīng)穩(wěn)定的耐冷QTL進(jìn)行了聚合，獲得了芽期和苗期耐冷性顯著增強(qiáng)的品系。本研究不僅發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了一些穩(wěn)定表達(dá)的耐冷QTL，而且表明通過耐冷QT