油菜不同發(fā)育階段抗旱性評(píng)價(jià)及關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、油菜是我國(guó)最主要的冬季油料作物，同時(shí)又是需水量較多、耐旱性較差的作物。我國(guó)油菜主要種植區(qū)位于長(zhǎng)江流域，雖臨近長(zhǎng)江，但由于全球氣候變暖，近年來(lái)該地區(qū)季節(jié)性干旱頻繁發(fā)生，主要是秋季干旱和春季干旱。秋季干旱正直油菜苗期，春季干旱又是油菜生殖生長(zhǎng)時(shí)期，嚴(yán)重影響油菜產(chǎn)量。目前對(duì)于油菜苗期抗旱性的生理及遺傳機(jī)理研究還不夠系統(tǒng)、深入。通過(guò)研究油菜苗期抗旱性的生理與遺傳機(jī)理，確定合適的抗旱篩選鑒定指標(biāo)，發(fā)掘抗旱相關(guān)基因資源，建立抗旱性的分子標(biāo)記輔助選擇

2、技術(shù)體系，可望為油菜育種及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供關(guān)鍵材料和技術(shù)支撐。
　　本研究分析比較了不同時(shí)期干旱脅迫對(duì)油菜生長(zhǎng)的影響，明確了干旱條件下油菜產(chǎn)量的構(gòu)成特點(diǎn)及育種方向；探討了發(fā)芽期與成株期抗旱性的相關(guān)性；確定了苗期抗旱鑒定的合適指標(biāo)；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析獲得了一批抗旱相關(guān)的候選基因。主要研究結(jié)果如下：
　　1）利用37份半冬性油菜材料分別對(duì)發(fā)芽期和成熟期進(jìn)行抗旱性評(píng)價(jià)。發(fā)芽期經(jīng)過(guò)14％PEG6000脅迫后，種子的萌發(fā)率、

3、鮮重和相對(duì)種子活力均顯著下降。相對(duì)含水量與產(chǎn)量和干旱敏感系數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，表明葉片相對(duì)含水量是油菜早期鑒定品種抗旱性的有效指標(biāo)。采用田間直接鑒定法對(duì)油菜成株期進(jìn)行抗旱評(píng)價(jià)試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)品種產(chǎn)量、千粒重、單株角果數(shù)和每角果粒數(shù)分別平均下降了78.7%、35.8%、28.5%、7.03%。利用產(chǎn)量性狀的干旱敏感指數(shù)DSI對(duì)37份材料進(jìn)行抗旱性評(píng)價(jià)，鑒定出3個(gè)抗旱性品種，13個(gè)中抗品種和21個(gè)干旱敏感品種。通過(guò)通徑分析發(fā)現(xiàn)，在干旱條件下各性狀

4、對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率依次為：千粒重>成熟期>每株角果數(shù)>株高。
　　2）研究了苗期干旱脅迫對(duì)油菜自然群體的影響，鑒定出極端抗旱資源。利用PEG6000模擬干旱脅迫的方法，對(duì)不同遺傳來(lái)源的79份甘藍(lán)型油菜材料進(jìn)行抗旱性鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫條件下地上部鮮重顯著下降，降幅達(dá)到65%；超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、過(guò)氧化物酶（POD）和脯氨酸的含量均出現(xiàn)顯著的提高；測(cè)定不同干旱脅迫條件下葉片SPAD值和葉面溫度的變化，發(fā)現(xiàn)

5、抗旱品種和敏感品種的葉片SPAD值和葉溫在干旱脅迫初期都呈顯著的上升趨勢(shì)；隨著脅迫時(shí)間和濃度的遞增，抗旱品種上升幅度要大于干旱敏感品種。利用抗旱性度量值D綜合評(píng)價(jià)不同材料的抗旱性，篩選出39份干旱敏感材料，8份抗旱材料，以及32份中度抗旱材料。利用干旱存活率試驗(yàn)進(jìn)一步鑒定的結(jié)果與此類似。將各理化指標(biāo)的抗旱系數(shù)與D值進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)相對(duì)含水量、地上部鮮重、地上部干重、地下部鮮重、地下部干重、CAT、POD和脯氨酸含量的相關(guān)較高，均可以

6、作為油菜苗期抗旱性鑒定的輔助指標(biāo)。
　　3）采用轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)分析的方法，對(duì)油菜苗期抗旱相關(guān)基因進(jìn)行了篩查。利用RNA-Seq測(cè)序技術(shù)，在關(guān)聯(lián)群體中共開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的SNP標(biāo)記144131個(gè)，基因表達(dá)標(biāo)記（GEM）100534個(gè)；利用這兩類分子標(biāo)記分別與油菜苗期地下部干重及鮮重進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，共獲得232個(gè)顯著位點(diǎn)。經(jīng)過(guò) GO注釋找到4個(gè)可能與抗旱相關(guān)的候選基因，分別為 JCVI_17979、JCVI_18549、A_JCVI_11915