水稻耐低鉀候選基因的初步研究.pdf

1、南方稻區(qū)土壤缺鉀是影響水稻穩(wěn)產(chǎn)的重要因素，世界鉀資源稀缺和鉀肥昂貴是水稻產(chǎn)業(yè)成本居高不下的成因之一。而水稻對鉀肥利用率低，又是導致農(nóng)田大量鉀肥流失，污染水體的重要原因。因此培育耐低鉀水稻品種，提高對鉀的利用率是當前水稻產(chǎn)業(yè)的迫切需求。本研究以秈稻9311和粳稻日本晴進行雜交構(gòu)建的重組自交系F16代群體的500個株系為材料，開展水稻苗期耐低鉀資源及耐低鉀候選基因的篩選和鑒定。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴日本晴和9311幼苗在低鉀水培

2、液(0.01 mM K+)和完全水培液(1 mMK+)中培養(yǎng)，日本晴苗期長勢、根部和地上部分的鉀離子含量差別不大。而9311在0.01 mM K+的水培液中的長勢明顯比在1 mMK+的水培液中差，出現(xiàn)植株矮小、葉片有鐵銹斑的缺鉀表型，在0.01 mM K+的水培液中根部和地上部分的鉀離子含量也明顯比在1 mM K+的水培液中含量少。研究結(jié)果表明日本晴耐低鉀，9311不耐低鉀。⑵日本晴和9311雜交F16代RILs群體的498個株系幼苗在

3、低鉀水培液(0.01 mM K+)和完全水培液(1 mMK+)中培養(yǎng)，有127個株系在0.01 mM K+和1 mMK+的水培液中長勢基本一致，性狀與親本日本晴相似，屬于耐低鉀類型，其中以MD355和MD318兩個株系耐低鉀能力最強。有138個株系在0.01 mM K+的水培液中的長勢明顯比在1 mM K+的水培液中長勢差，出現(xiàn)植株矮小、根部變短、葉片出現(xiàn)鐵銹斑的缺鉀表型，與親本9311相比對缺鉀更敏感，屬于不耐低鉀類型，又以MD262

4、和MD282兩株系缺鉀表型最明顯。⑶利用混池分組分析法(BSA)，對20個耐低鉀植株和20個不耐低鉀植株分別混合成的兩個樣本池進行全基因組重測序，同時對親本進行測序。通過對候選36個多態(tài)性位點進行基因功能注釋，找到了兩個可能的耐低鉀候選基因OsHAK3和OsNAC25。生物信息學顯示OsHAK3和OsNAC25編碼鉀離子轉(zhuǎn)運蛋白。⑷酵母功能互補實驗表明OsHAK3和OsNAC25在外界鉀離子濃度為0.01mM的時候就能功能互補酵母鉀離子