東北粳稻耐鹽堿性種質篩選及相關性狀的QTL定位.pdf

1、水稻是我國主要的糧食作物之一，東北地區(qū)是我國主要的商品糧生產基地，黑龍江省更是寒地粳稻的主產區(qū)。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快，鹽漬化土壤面積也隨之增加。土壤鹽漬化是制約水稻生產穩(wěn)定發(fā)展的重要非生物脅迫因素，因此，正確評價東北地區(qū)粳稻資源的耐鹽堿性，發(fā)掘優(yōu)異耐鹽堿資源，對水稻耐鹽堿育種具有重要意義。本論文以80份東北粳稻品種(系)為試驗材料，利用不同濃度的NaHCO3溶液模擬黑龍江省蘇打鹽堿土的鹽堿環(huán)境，探討不同東北粳稻品種(系)在鹽堿脅迫

2、處理后相關的形態(tài)指標、生長發(fā)育狀況、生理生化反應，并對其進行芽期和苗期耐鹽堿性鑒定評價從而篩選出耐鹽堿的水稻品種。將篩選出耐鹽堿性強的品種長白10與高產優(yōu)質寒地主栽粳稻品種東農425雜交所獲得的F2:3群體及其親本為試驗材料，利用F2:3群體為作圖群體進行遺傳連鎖圖譜的繪制，結合F2:3群體耐鹽堿性鑒定的結果，進行耐鹽堿相關基因的QTL初步定位。以期有效地利用種質資源，挖掘水稻耐鹽堿相關的優(yōu)異基因，為水稻耐鹽堿相關基因的QTL精確定位、

3、基因聚合及分子標記輔助育種提供理論依據(jù)。本研究主要結論如下：
　　 1.水稻芽期鹽堿脅迫下發(fā)芽率、幼苗高、根數(shù)、根長、全株干重隨著處理濃度的增加而顯著下降。發(fā)芽率、幼苗高、全株干重在品種間與處理間的差異性均達到了顯著水平，而根數(shù)、根長僅在處理間表現(xiàn)顯著性差異，在品種間未達到顯著性差異。通過對80份東北粳稻芽期耐鹽堿性篩選鑒定，得到芽期耐鹽堿性較強的品種23份，其隸屬函數(shù)值在0.61～1.00。
　　 2.水稻苗期鹽堿脅迫

4、下，株高、葉面積、綠葉比、葉綠素含量隨著處理濃度的增加而下降，而丙二醛及脯氨酸含量隨之增加。水稻的株高、葉面積，葉綠素、丙二醛及脯氨酸含量在品種間、處理間差異顯著。通過對80份東北粳稻苗期耐鹽堿性篩選鑒定，得到苗期耐鹽堿性較強的品種16份，其隸屬函數(shù)值在0.61～0.80。
　　 3.根據(jù)不同處理濃度下供試材料的反應，確定芽期、苗期耐鹽堿性鑒定的最適濃度分別為50mmol·L-1和75mmol·L-1的NaHCO3溶液。水稻F2

5、:3群體芽期的相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對根數(shù)、相對根長、相對苗高、相對胚芽鞘長、相對鮮重及苗期的葉片鹽堿傷害級別均呈現(xiàn)正態(tài)或近似正態(tài)連續(xù)性分布，超親效應明顯，可作為供試群體耐鹽堿性鑒定表型數(shù)據(jù)進行QTL定位分析。
　　 4.利用600對SSR引物對親本東農425和長白10進行多態(tài)性檢測，共檢測到120對多態(tài)性引物，其中利用在F2:3群體中表現(xiàn)良好的84對SSR標記構建遺傳連鎖圖譜。該遺傳連鎖圖全長1414.8cM，分子標記覆蓋

6、水稻全基因組12條染色體，標記間平均間距為16.84cM。
　　 5.利用復合區(qū)間作圖法，對鹽堿脅迫下芽期耐鹽堿相關性狀及苗期葉片鹽堿傷害級別進行QTL定位。結果如下：
　　 (1)檢測到鹽堿脅迫下與相對發(fā)芽勢相關的4個QTLs，分布在第1、6、8條染色體上，貢獻率變化范圍為7.23％～27.95%。其中貢獻率最大的QTL位點在第8條染色體RM515～RM483區(qū)間內，其加性效應為負值，表示其增效等位基因來源于親本東農4

7、25。
　　 (2)檢測到鹽堿脅迫下與相對發(fā)芽率相關的3個QTLs，分別分布在第3、6、9條染色體上，貢獻率變化范圍為6.37%～17.55%。其中貢獻率最大的QTL位點在第9條染色體RM201～RM285區(qū)間，其加性效應為正值，表示其增效等位基因均來源于親本長白10。
　　 (3)檢測到鹽堿脅迫下與相對根數(shù)相關的1個QTL，分布在第7條染色體RM82-RM180區(qū)間內，其貢獻率為11.26%，其加性效應為正值，增效等位

8、基因均來源于親本長白10。
　　 (4)檢測到鹽堿脅迫下與相對根長相關的4個QTLs，分別分布在第2、6、12條染色體上，貢獻率變化范圍為10.54%～33.56%。其中貢獻率最大的QTL位點在第2條染色體RM1342～RM1347區(qū)間內，加性效應為正值，其增效等位基因均來源于親本長白10。
　　 (5)檢測到鹽堿脅迫下與相對苗高相關的4個QTLs，分別分布在第1、5、6、8條染色體上，貢獻率變化范圍為5.5%～13.7

9、1%。其中貢獻率最大的QTL位點在第6條染色體RM1340～RM454區(qū)間內，加性效應為正值，其增效等位基因均來源于親本長白10。
　　 (6)檢測到鹽堿脅迫下與相對胚芽鞘長相關的5個QTLs，分別分布在第2、3、10、11條染色體上，貢獻率變化范圍為5.78%～13.89%。其中貢獻率最大的QTL位點在第2條染色體RM1342-RM1347區(qū)間內，加性效應均為正值，其增效等位基因均來源于親本長白10。
　　 (7)檢測

10、到鹽堿脅迫下與相對鮮重相關的2個QTLs，分別分布在第6、8條染色體上，貢獻率分別為13.99%、15.67%，加性效應的值為正值，表示其增效等位基因均來源于親本長白10。
　　 (8)檢測到鹽堿脅迫下與相對鹽堿傷害級別相關的6個QTLs，分別分布在第1、4、5、6條染色體上，貢獻率變化范圍為5.9%～23.89%，其中貢獻率最大的QTL位點在第4條染色體RM471-RM335區(qū)間內，加性效應為正值，表明了增效基因來源于長白10