水、旱稻DH和RIL群體抗旱性狀相關(guān)分析及其QTL表達(dá)規(guī)律比較.pdf

1、水資源短缺已成為制約中國(guó)農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸,開展抗旱性研究特別是水稻抗旱QTL定位和抗旱分子育種有重要的現(xiàn)實(shí)意義.該研究以粳型旱稻品種IRAT109和粳型水稻品種越富雜交產(chǎn)生的包含116個(gè)株系的DH群體和120個(gè)株系的RIL群體為材料,構(gòu)建了分子標(biāo)記連鎖圖,兩個(gè)群體的標(biāo)記數(shù)分別為165(DH群體)和201(RIL群體),分別覆蓋水稻基因組1535.1cM和1833.8cM,標(biāo)記間的平均距離分別為9.3cM和9.0cM.在水田、旱田

2、和根管培養(yǎng)3種種植條件下,考查了兩群體及其親本的根系性狀、產(chǎn)量及其相關(guān)性狀、莖稈性狀、滲透勢(shì)、水勢(shì)、氣孔阻力等生理性狀,以抗旱系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行了各性狀與抗旱系數(shù)的相關(guān)及通徑分析.定位了這些性狀的QTL,分析了水、旱條件下QTL的表達(dá)特點(diǎn),提出了用于抗旱性狀分子標(biāo)記輔助選擇的主要標(biāo)記.主要結(jié)果如下:各性狀與抗旱系數(shù)的相關(guān)分析結(jié)果表明:根基粗、最長(zhǎng)根長(zhǎng)與抗旱系數(shù)呈顯著正相關(guān),根數(shù)與抗旱系數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān).抗旱性強(qiáng)的材料在根系性狀上主要表現(xiàn)為根

3、粗較粗、根系較長(zhǎng)和根數(shù)中等等特點(diǎn).生理性狀如水田下午滲透勢(shì)、水田滲透變化、水田葉片水勢(shì)等水田生理指標(biāo)與抗旱系數(shù)相關(guān)顯著,而旱田條件下這些指標(biāo)與抗旱系數(shù)間相關(guān)不顯著,說(shuō)明旱田條件下生理性狀對(duì)抗旱的作用較為復(fù)雜.結(jié)實(shí)率、千粒重等性狀對(duì)旱脅迫較為敏感.通徑分析結(jié)果表明,根系性狀(根基粗、最長(zhǎng)根長(zhǎng)、根干重)、生理性狀(滲透勢(shì)、滲透變化、水勢(shì))對(duì)抗旱系數(shù)的作用以直接作用為主.對(duì)根系性狀、生理性狀、產(chǎn)量及其相關(guān)性狀、抗倒伏性進(jìn)行了QTL定位.利用D

4、H群體進(jìn)行了分蘗期根系性狀的QTL定位,并利用RIL群體進(jìn)行了根系性狀整個(gè)生育期發(fā)育動(dòng)態(tài)QTL分析,發(fā)現(xiàn)不同根系性狀在根系發(fā)育過程中以一定的時(shí)空方式動(dòng)態(tài)表達(dá).發(fā)現(xiàn)控制根系性狀、抗旱系數(shù)(產(chǎn)量性狀)的貢獻(xiàn)率較高的或緊密連鎖QTL區(qū)域:如1號(hào)染色體RM529-RM1068,2號(hào)染色體RM521-RM438.滲透勢(shì)、滲透變化、葉片水勢(shì)、氣孔阻力等生理性狀QTL定位結(jié)果表明,水田滲透勢(shì)、滲透變化等性狀QTL表現(xiàn)誘導(dǎo)表達(dá)的特點(diǎn);生理性狀QTL間存

5、在緊密連鎖現(xiàn)象,如控制滲透勢(shì)、滲透變化、水勢(shì)等生理性狀貢獻(xiàn)率較高的或緊密連鎖區(qū)域(12號(hào)染色體RM270-RM235,5號(hào)染色體R2558-G1458等).對(duì)水、旱條件下產(chǎn)量性狀進(jìn)行了QTL定位.發(fā)現(xiàn)一些旱田特異表達(dá)的QTL.另外,利用抗旱分離群體對(duì)水、旱條件下水稻抗倒伏性狀(莖稈長(zhǎng)、莖基粗、莖稈強(qiáng)度)進(jìn)行了相關(guān)分析和 QTL定位.發(fā)現(xiàn)了一些貢獻(xiàn)率較大的QTL,可用于抗倒伏性狀的分子標(biāo)記輔助選擇.對(duì)兩群體QTL定位結(jié)果進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)9

6、個(gè)根系性狀QTL區(qū)域、4個(gè)生理性狀QTL區(qū)域及5個(gè)產(chǎn)量性狀QTL區(qū)域在兩個(gè)群體中都檢測(cè)劍.以在兩群體間位置一致、存在一因多效或緊密連鎖效應(yīng)、或旱田條件下貢獻(xiàn)率較大的QTL(緊密連鎖標(biāo)記)作為抗旱相關(guān)性狀分子標(biāo)記輔助選擇的主要標(biāo)記.如控制根系性狀、抗旱系數(shù)的QTL區(qū)域:1號(hào)染色體RM529-RM1068、2號(hào)染色體RM521-RM438等;控制滲透勢(shì)、滲透變化、水勢(shì)等生理性狀的QTL區(qū)域:1號(hào)染色體RM493-RM1287、5號(hào)染色體R2