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

1、水資源短缺已成為制約中國農業(yè)和國民經濟發(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實意義.該研究以粳型旱稻品種IRAT109和粳型水稻品種越富雜交產生的包含116個株系的DH群體和120個株系的RIL群體為材料,構建了分子標記連鎖圖,兩個群體的標記數分別為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、產量及其相關性狀、莖稈性狀、滲透勢、水勢、氣孔阻力等生理性狀,以抗旱系數為標準,進行了各性狀與抗旱系數的相關及通徑分析.定位了這些性狀的QTL,分析了水、旱條件下QTL的表達特點,提出了用于抗旱性狀分子標記輔助選擇的主要標記.主要結果如下:各性狀與抗旱系數的相關分析結果表明:根基粗、最長根長與抗旱系數呈顯著正相關,根數與抗旱系數呈顯著負相關.抗旱性強的材料在根系性狀上主要表現為根

3、粗較粗、根系較長和根數中等等特點.生理性狀如水田下午滲透勢、水田滲透變化、水田葉片水勢等水田生理指標與抗旱系數相關顯著,而旱田條件下這些指標與抗旱系數間相關不顯著,說明旱田條件下生理性狀對抗旱的作用較為復雜.結實率、千粒重等性狀對旱脅迫較為敏感.通徑分析結果表明,根系性狀(根基粗、最長根長、根干重)、生理性狀(滲透勢、滲透變化、水勢)對抗旱系數的作用以直接作用為主.對根系性狀、生理性狀、產量及其相關性狀、抗倒伏性進行了QTL定位.利用D

4、H群體進行了分蘗期根系性狀的QTL定位,并利用RIL群體進行了根系性狀整個生育期發(fā)育動態(tài)QTL分析,發(fā)現不同根系性狀在根系發(fā)育過程中以一定的時空方式動態(tài)表達.發(fā)現控制根系性狀、抗旱系數(產量性狀)的貢獻率較高的或緊密連鎖QTL區(qū)域:如1號染色體RM529-RM1068,2號染色體RM521-RM438.滲透勢、滲透變化、葉片水勢、氣孔阻力等生理性狀QTL定位結果表明,水田滲透勢、滲透變化等性狀QTL表現誘導表達的特點;生理性狀QTL間存

5、在緊密連鎖現象,如控制滲透勢、滲透變化、水勢等生理性狀貢獻率較高的或緊密連鎖區(qū)域(12號染色體RM270-RM235,5號染色體R2558-G1458等).對水、旱條件下產量性狀進行了QTL定位.發(fā)現一些旱田特異表達的QTL.另外,利用抗旱分離群體對水、旱條件下水稻抗倒伏性狀(莖稈長、莖基粗、莖稈強度)進行了相關分析和 QTL定位.發(fā)現了一些貢獻率較大的QTL,可用于抗倒伏性狀的分子標記輔助選擇.對兩群體QTL定位結果進行了比較,發(fā)現9

6、個根系性狀QTL區(qū)域、4個生理性狀QTL區(qū)域及5個產量性狀QTL區(qū)域在兩個群體中都檢測劍.以在兩群體間位置一致、存在一因多效或緊密連鎖效應、或旱田條件下貢獻率較大的QTL(緊密連鎖標記)作為抗旱相關性狀分子標記輔助選擇的主要標記.如控制根系性狀、抗旱系數的QTL區(qū)域:1號染色體RM529-RM1068、2號染色體RM521-RM438等;控制滲透勢、滲透變化、水勢等生理性狀的QTL區(qū)域:1號染色體RM493-RM1287、5號染色體R2