水稻苗期耐堿QTL分析.pdf

1、水稻是世界范圍內(nèi)重要的糧食作物，也是我國(guó)一半以上人口的主食。提高水稻總產(chǎn)量，對(duì)保障我國(guó)糧食安全有著十分深遠(yuǎn)的意義。然而，土壤鹽堿化已經(jīng)成為限制水稻產(chǎn)量的主要影響因子之一，高濃度的土壤鹽分嚴(yán)重抑制了水稻的正常生長(zhǎng)發(fā)育。水稻是一種對(duì)鹽堿中度敏感的作物，其耐堿性和耐鹽性之間存在著顯著的差異，而且水稻在堿土中生長(zhǎng)受到的抑制較鹽土更為嚴(yán)重。因此，開展水稻耐堿機(jī)制的研究，特別是分析水稻耐堿性QTL，進(jìn)而挖掘耐堿基因，對(duì)我國(guó)水稻品種的耐堿性遺傳改良，

2、減輕水稻堿害和提高鹽堿土地利用率都有重要意義。
　　本研究以堿敏感的粳稻品種“彩稻”為母本，以強(qiáng)耐堿性的秈稻品種“WD20342”為父本構(gòu)建的F2∶3群體為初定位群體，對(duì)水稻在堿脅迫下的苗期相關(guān)性狀進(jìn)行了QTL初步定位。然后利用初定位結(jié)果篩選出的2個(gè)次級(jí)分離群體分別對(duì)控制苗高和地上部Na+濃度的主效QTL進(jìn)行精細(xì)定位，并預(yù)測(cè)候選基因，主要結(jié)果如下:
　　(1)在堿脅迫條件下，兩親本在苗期的耐堿表現(xiàn)為WD20342強(qiáng)于彩稻。F

3、2∶3群體的葉綠素SPAD值、苗高、地上部鮮重、地上部干重、地下部干重、葉片堿害級(jí)別、地上部Na+濃度、地上部K+濃度、地上部Na+/K+、地下部Na+濃度以及地下部Na+/K+在兩親本間表現(xiàn)出顯著或極顯著差異。各性狀呈連續(xù)分布，僅個(gè)別性狀出現(xiàn)偏分離分布，其余性狀都符合正態(tài)分布，滿足數(shù)量性狀遺傳的典型特征。
　　(2)將堿脅迫與對(duì)照條件下的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，在堿處理后的葉綠素SPAD值、苗高、地上部鮮重和干重以及地下部鮮重和干

4、重這6個(gè)性狀測(cè)定值均低于對(duì)照，說明堿脅迫阻礙了F2∶3群體苗期的生長(zhǎng)發(fā)育。
　　(3)F2∶3群體的地下部Na+濃度和地下部K+濃度間的相關(guān)分析結(jié)果顯示，兩者之間呈極顯著正相關(guān)，而地上部Na+與地上部K+濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)。說明地下部對(duì)于Na+和K+的吸收是一個(gè)相互平行，且彼此獨(dú)立的過程，兩者之間不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系;但地上部對(duì)于K+吸收的同時(shí)會(huì)抑制Na+的吸收，說明這兩種離子在由地下部向地上部運(yùn)輸?shù)倪^程中可能存在某種競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。

5、　　(4)在1000對(duì)SSR引物中，共篩選出151對(duì)多態(tài)性引物，多態(tài)性引物的頻率為15.1％。借助這151個(gè)SSR標(biāo)記構(gòu)建了F2∶3群體的連鎖圖譜，覆蓋水稻基因組2469.14cM，標(biāo)記間平均距離約為16.73cM。
　　(5)在堿脅迫條件下，共檢測(cè)到29個(gè)與苗期耐堿性狀相關(guān)的QTL，其中，控制地下部Na+濃度的qSNC3和控制苗高性狀的qSH7貢獻(xiàn)率較大，分別為21.24％和20.09％。
　　(6)分別借助qSNC3和q

6、SH7的初定位兩端SSR標(biāo)記進(jìn)行前景選擇篩選目標(biāo)區(qū)間雜合的單株，借助剩余149個(gè)SSR標(biāo)記進(jìn)行背景選擇，篩選出目標(biāo)區(qū)段以外的標(biāo)記帶型基本為母本帶型的單株，最終構(gòu)建了2個(gè)目標(biāo)區(qū)段雜合，背景基本為彩稻的BC2F1群體，自交后得到了2個(gè)近等基因系群體:qSNC3-NIL（190份）和qSH7-NIL（157份）。
　　(7)在初定位區(qū)間進(jìn)行了SSR標(biāo)記加密，得到了兩個(gè)初定位區(qū)間加密后的連鎖圖譜，分別借助qSH7-NIL和qSNC3-NI

7、L這兩個(gè)近等基因系群體，最終將qSH7區(qū)間縮小在第7染色體RM336-RM5495之間，物理距離為180.67kb;將qSNC3的定位區(qū)間縮小在RM1221-RM4404之間，物理距離為81.37kb。
　　(8)qSH7的精細(xì)定位區(qū)間內(nèi)共預(yù)測(cè)出23個(gè)編碼基因，推測(cè)LOC_Os07g36590、LOC_Os07g36544、LOC_Os07g36500、LOC_Os07g36520和LOC_Os07g36530這S個(gè)基因?yàn)間SH7