水稻深根性相關(guān)性狀的QTLs定位.pdf

1、水稻是我國乃至全球的主要糧食作物之一。干旱是影響水稻產(chǎn)量的非生物脅迫因子，提高水稻抗旱性是保證糧食安全的重要手段之一。根系是水稻從土壤中吸收水分的主要器官，在地表干旱的情況下可深入地下吸收地下水以滿足水稻的正常生長，因此，水稻的深根性被認為是反映水稻抗旱性的一個典型的形態(tài)指標，提高水稻的深根性是提高其抗旱能力的有效手段。
　　深根比是衡量水稻的深根性的指標。本研究以來源于珍汕97B與IRAT109的200份重組自交系為實驗材料，采

2、用籃子法種植方式，在2015年7月和8月兩個時間分別種植了兩批（7月份為Evr1，8月份為Evr2），考察了株高（plant height, PH）、分蘗(tiller number, T)、淺根數(shù)（shallow root number, SR）、深根數(shù)(deep root number, DR)、總根數(shù)（total root number,TR）、深根比（ratio of deep roots, RDR）、單分蘗根數(shù)（root nu

3、mber per tiller, RN）及根粗(radius of root, R)等水稻深根性相關(guān)性狀，結(jié)合包含有2498個標記（將119,900個SNP標記采用bin-map策略分為2498個bin）的遺傳連鎖圖譜，運用QTL ICIMapping V4.1對上述性狀進行了QTL定位分析，相比較先前利用200個SSR標記，本研究繪制的高密度遺傳連鎖圖譜定位結(jié)果更加精確和可靠。本研究的主要研究結(jié)果如下：
　　1.深根性相關(guān)性狀間

4、的相關(guān)性分析。深根比與淺根數(shù)、深根數(shù)的相關(guān)度較高，兩環(huán)境下與淺根數(shù)相關(guān)系數(shù)為-0.470**和-0.472**，與深根數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.564**和0.742**，分別表現(xiàn)出極顯著的負相關(guān)和極顯著正相關(guān)，深根數(shù)增多會引起深根比增加，而淺根數(shù)增加會導致深根比減小。總根數(shù)、分蘗數(shù)、株高和單分蘗根數(shù)四個深根相關(guān)性狀均與淺根數(shù)和深根數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與深根比無顯著相關(guān)性或沒有重復檢測到顯著相關(guān)性。根粗已被證明是水稻抗旱性的一個典型的形態(tài)指標，但

5、是在研究中發(fā)現(xiàn)，其與其余7個性狀之間均不呈顯著相關(guān)性。
　　2.深根性相關(guān)性狀的QTL定位。對水稻深根性相關(guān)性狀QTL進行定位，分別檢測到深根比QTL7個、株高QTL5個、分蘗QTL6個、淺根數(shù)QTL5個、深根數(shù)QTL10個、總根數(shù)QTL4個、單分蘗根數(shù)QTL7個和根半徑QTL3個，遍布在12條染色體上。其中深根數(shù)和單分蘗根數(shù)分別與深根比均有重復定位區(qū)間，分別為4個和1個，其中一個位點在深根數(shù)、單分蘗根數(shù)和深根比三個性狀中均被定位

6、到；總根數(shù)與深根數(shù)、淺根數(shù)也分別有1個和2個重復定位區(qū)間。因此，本研究共定位到深根性相關(guān)QTL39個。本研究定位到的深根比QTL分別位于1、2、4、6號染色體上。其中3個效應(yīng)較大的QTL，遺傳率在6.89％~19.45%范圍內(nèi)，分別為：（1）2號染色體上QTL（31.1-31.5Mb）來起增效作用的等位基因自于淺根品種珍汕97B，兩環(huán)境下可以增加深根比分別為3.15%和4.27%。該位點在深根數(shù)中被重復定位到，且與已定位到的深根比QTL

7、重合，如深根比qRDR-2(29.6-31.5Mb)；（2）4號染色體上 QTL起增效作用的等位基因來自于珍汕97B，兩環(huán)境下分別可以增加深根比2.51%和2.50%，該位點（28.2-28.4Mb）在深根數(shù)和單分蘗根數(shù)中都有重復定位到，說明該位點對3個性狀均有作用。該QTL與前人報道的DRO2（27.7-30.7Mb）物理位置非常接近(Uga2013)；（3）1號染色體上的QTL起增效作用的等位基因來自于親本IRAT109，在兩環(huán)境下

8、可以增加深根比約2.39%和3.22%，該位點無RDR相關(guān)QTL的報道。除以上QTL，我們在7號染色體上定位到一位點，同時控制深根數(shù)和總根數(shù)兩性狀，且效應(yīng)很高，深根表型中貢獻率達到21.3%，其起增效作用的等位基因來自IRAT109，可增加深根數(shù)20.08個。此外我們重復檢測到的兩個株高主效位點與前人報道的半矮稈基因sd1和矮稈窄葉基因NAL1相重疊。
　　論文對水稻深根性性狀的相關(guān)性、相同性狀在不同環(huán)境的QTL定位以及本研究中的