栽培稻抗旱性狀評(píng)價(jià)與定位及其育種應(yīng)用.pdf

1、干旱是世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要障礙之一，水稻是世界上主要耗水作物，水稻抗旱性的研究對(duì)糧食增產(chǎn)增收具有重要意義。建立科學(xué)有效的抗旱性評(píng)定方法和鑒定體系，定位與克隆水稻抗旱性相關(guān)的基因，利用分子標(biāo)記輔助選擇和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，結(jié)合常規(guī)育種，進(jìn)行節(jié)水抗旱、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)多抗等性狀的聚合，培育節(jié)水抗旱新品種是水稻抗旱性研究的主要內(nèi)容。本研究對(duì)可能的抗旱鑒定指標(biāo)穗頸粗和穗水勢(shì)進(jìn)行了分析，利用抗旱群體材料對(duì)抗旱性狀進(jìn)行分子標(biāo)記定位，并通過(guò)標(biāo)記輔助選擇技術(shù)構(gòu)建了4個(gè)抗

2、旱目標(biāo)區(qū)段的近等基因系，精細(xì)定位了部分相關(guān)主效QTL，通過(guò)候選基因法克隆了其中一個(gè)可能的抗旱相關(guān)基因OsGRAS，并將來(lái)源于第4染色體的目標(biāo)區(qū)段導(dǎo)入到旱稻保持系中，獲得了穩(wěn)定株系。主要結(jié)果如下： 1.穗水勢(shì)：調(diào)查生育后期進(jìn)行干旱處理的3個(gè)品種(2個(gè)旱稻和1個(gè)水稻)在晴天每隔1-1.5h一天內(nèi)穗水勢(shì)和葉水勢(shì)的變化，發(fā)現(xiàn)旱稻品種的穗水勢(shì)和葉水勢(shì)比水稻品種開(kāi)始下降要慢，比水稻品種保持更高的水平且恢復(fù)更快。在晴天中午，穗水勢(shì)和葉水勢(shì)在早

3、稻和水稻間的差異甚至在正常水分條件下也能觀察到。穗水勢(shì)和葉水勢(shì)與關(guān)乎植株生長(zhǎng)和植株產(chǎn)量組成因子的7個(gè)性狀存在相似的相關(guān)性?；谒胨畡?shì)和葉水勢(shì)日變化的的平行趨勢(shì)及兩者間的高度相關(guān)，提出穗水勢(shì)可以作為植株水分狀況的一個(gè)指標(biāo)，穗水勢(shì)能更有效區(qū)分不同旱稻品種的抗旱性差異。 2.穗頸粗及種質(zhì)創(chuàng)新：調(diào)查以珍汕97B和IRAT109構(gòu)建重組自交系群體在不同水分處理下的穗頸粗，發(fā)現(xiàn)穗頸粗與很多農(nóng)藝性狀，尤其是穗型極顯著相關(guān)。通徑分析表明兩種水分

4、條件下穗頸粗主要是通過(guò)穎花數(shù)或?qū)嵙?shù)來(lái)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響。基于213個(gè)SSR標(biāo)記構(gòu)建的連鎖圖譜，總共檢測(cè)到3個(gè)控制穗頸粗的主效QTL，其中qPND-4在兩種水分條件下都檢測(cè)到，貢獻(xiàn)率為5.03％-11.01％。在第4染色體RM241-RM349標(biāo)記區(qū)間，共定位到7個(gè)穗型相關(guān)的QTL，控制穗數(shù)、穗長(zhǎng)、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、每穗穎花數(shù)、著粒密度和每穗實(shí)粒數(shù)。共檢測(cè)到17個(gè)與穗頸粗有關(guān)的上位性QTL，貢獻(xiàn)率變異為2.58％-5.64％。

5、 通過(guò)雜交和連續(xù)回交，利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)對(duì)前景進(jìn)行篩選，將IRAT109的第4染色體區(qū)段導(dǎo)入到早稻不育系滬旱1A的保持系滬旱1B中，抗旱性鑒定發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)入的材料在實(shí)粒數(shù)、穗頸粗和產(chǎn)量上有顯著提高。 3.近等基因系構(gòu)建與OsGRAS基因克?。毫⒆阌趦赡甓ㄎ唤Y(jié)果中5個(gè)控制較多抗旱相關(guān)性狀的QTL區(qū)段，通過(guò)雜交和回交，并利用分子標(biāo)記對(duì)前景和背景進(jìn)行選擇，構(gòu)建目標(biāo)區(qū)段來(lái)源于早稻IRAT109而其余背景均為水稻珍汕97B的近等基因系。

6、對(duì)其中4個(gè)區(qū)段的近等基因系進(jìn)行了抗旱性鑒定，在干旱條件下導(dǎo)入有OTL區(qū)段的近等基因系在產(chǎn)量和結(jié)實(shí)率上均高于珍汕97B。對(duì)第4染色體的RM273-RM255和第7染色體的RM134-RM420通過(guò)加密SSR和ILP標(biāo)記，將控制實(shí)粒數(shù)和產(chǎn)量的QTL縮小到95kb，穗數(shù)和穎花數(shù)的QTL定位在609kb的區(qū)間內(nèi)，結(jié)實(shí)率定位在227kb的范圍內(nèi)。第7染色體上影響實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的QTL定位在83kb的區(qū)間內(nèi)，而控制穎花數(shù)和實(shí)粒數(shù)的則定位在446kb