水稻耐旱性状QTL的定位及耐旱聚合系的产量及生理特征

摘要

严重的水资源危机使水稻的耐旱育种尤为迫切，明确作物耐旱的生理学机制及其遗传学基础提高有助于提高耐旱品种的选育效率。在育种实践中根据分子标记可实现目标基因的有效聚合，深入了解聚合系的生理特性有助于其耐旱性的进一步改良。 本文利用55个高代回交导入系，采用PVC管种植的方法，检测了水旱环境下水稻的产量、根系性状及干旱环境下影响植株水分的几个重要生理性状QTL在染色体上的位置，以期为MAS耐旱水稻品种提供理论指导；采用盆栽试验，较为详细研究了优良耐旱导入系“PD29”分蘖期的耐旱高光效生理机制，为挖掘目标功能基因奠定基础；初步检测了以籼稻推广品种IR64及粳稻品种C418为遗传背景的共63个聚合系在水、旱环境下的产量及相关生理特征，明确了其在不同逆境水平下的产量及部分生理学特征，以明确聚合系高产耐旱的生理机制，并为水稻的高产稳产育种实践提供种质资源。 本文的主要结论是： 1.利用55个覆盖水稻染色体组的高代回交导入系，检测到28个影响水稻产量、根系性状及干旱环境下水分相关性状的28个QTL；第5染色体的RM509-RM163区域是个非常重要的耐旱及稳产位点。在将来的研究中要对此区域进一步细化分析。 2.IR64背景的高代回交导入系“PD29”的高光效及超强耐旱力与其在逆境下渗透调节物质脯氨酸含量及活性氧清除系统活性的显著增强有关，且光合性能可塑性较强，叶绿体结构能够维持较正常状态；但叶片表面显微结构的变化特点有待于进一步研究。 3.通过重点分析IR64背景的9个聚合系在水田对照、轻微及严重旱环境下的产量及生理性状特征，发现胁迫越严重，聚合系的产量及相关生理性状的优势越显著；较高的渗透调节能力，SOD及较强的根系活力是其耐旱表现的部分生理机制；9个聚合株系对ABA反应有差异，且模拟渗透胁迫下，株系中抗逆基因MAPK的反应不同。 4.通过对C418背景的32个聚合系在水旱环境下的产量及生理性状研究，筛选出干旱环境下表现高产高光效、高产低光效以及旱地产量高于水田的株系，干旱环境下较高的渗透调节能力及活性氧清除系统活性是聚合系高产耐旱的部分生理基础，与根系活力关系不显著。 本文研究结果为深入理解水稻耐旱生理遗传学机制及水稻耐旱育种实践提供了一定的理论依据。

目录

文摘

英文文摘

第一篇 水稻耐旱生理及遗传学研究概述

1.水稻耐旱生理机制研究较为详尽

2.水稻耐旱遗传学研究进展迅速

3.耐旱生理遗传学研究可能有助于推动水稻耐旱育种进程

4.基因聚合育种实践极大提高了品种改良效率

5.研究内容

第二篇 利用特青遗传背景回交导入系定位水稻产量及重要耐旱生理性状QTL

1.材料与方法

2.结果与分析

3.结论与讨论

4.小结

第三篇 IR64遗传背景耐旱导入系“PD29”分蘖期的抗逆生理特征

1.材料与方法

2.结果与分析

3.讨论与结论

4.小结

第四篇 IR64遗传背景耐旱聚合系的高产及生理特征

1.材料与方法

2.结果与分析

3.讨论与结论

4.小结

第五篇 C418遗传背景耐旱聚合系的高产及生理特征

1.材料与方法

2.结果与分析

3.讨论与结论

4.小结

第六篇结论

参考文献

致谢

博士(后)期间发表论文