干旱胁迫下水稻剑叶和产量相关性状的QTL定位研究

摘要

水稻是世界上最重要的粮食作物，在我国水稻总产量占粮食总产量的一半以上，但我国是一个典型的贫水国家，并且水资源在时间和空间上分布严重不均，极大地限制了水稻的生产和发展，开展水稻抗旱性研究对节水灌溉具有重要意义。随着分子标记技术的不断发展和水稻全基因组测序的完成，国内外学者定位出了大量关于水稻产量、品质、抗虫性、抗病性、抗逆性的QTLs。本研究利用东北粳稻空育131和旱稻小白粳子为亲本构成的F2:3群体为试验材料，构建遗传连锁图谱，在干旱和常规栽培条件下对水稻进行产量相关性状和剑叶相关性状的基因定位，为寒地粳稻抗旱育种和分子辅助选择提供理论依据。主要结果如下：
　　 1.根据微卫星标记间的距离和顺序绘制了一个包含99个SSR标记的遗传连锁图谱。该遗传图谱的总长度为1238.42cM，平均距离12.51cM。
　　 2.在F3群体中，两种栽培条件下9个性状均表现为连续性变异，变异幅度大，超亲遗传现象明显，符合正态分布。
　　 3.干旱胁迫条件下株高、分蘖、有效穗数、剑叶长、剑叶宽、剑叶面积与单株穗重都达到了极显著正相关；正常栽培条件下，株高、分蘖数、有效穗数、剑叶长、剑叶面积与单株穗重都达到了极显著正相关、剑叶宽与单株穗重呈显著正相关，剑叶基角、剑叶张角与单株穗重呈极显著负相关。说明两种栽培条件下株高、分蘖数、有效穗数、剑叶长、剑叶宽、剑叶面积减小或降低都会使产量下降。
　　 4.利用复合区间作图法对两种栽培条件下株高、分蘖数、有效穗数、单株穗重、剑叶长度、剑叶宽度、剑叶面积、剑叶基角、剑叶张角进行QTL定位研究，其中：
　　 (1)共检测到6个控制株高的的QTLs，其中干旱胁迫条件下2个，位于第5、7条染色体，常规栽培条件下4个，位于第3、6、7条染色体。
　　 (2)共检测到2个控制分蘖数的QTLs，其中在干旱胁迫条件下2个，位于第2、4条染色体上，常规栽培条件下未检测到影响分蘖数的QTL。
　　 (3)共检测到了4个控制有效穗数的QTLs，其中干旱胁迫条件下3个，位于第3、4、6条染色体上，常规栽培条件下1个，位于第2条染色体上。
　　 (4)共检测到了5个控制单株穗重的QTLs，其中干旱胁迫条件下2个，位于第5、7条染色体上，常规栽培条件下3个，位于第3、6、7条染色体上。
　　 (5)共检测到了7个控制剑叶长度的QTLs，其中干旱胁迫条件下4个，位于第4、5、7、12条染色体上，常规栽培条件下3个，位于第4、5、7条染色体上。
　　 (6)共检测到了8个控制剑叶宽度的QTLs，其中干旱胁迫条件下4个，位于第3、4、5、9条染色体上，常规栽培条件下4个，位于第3、4、5、9条染色体上。
　　 (7)共检测到了5个控制剑叶面积的QTLs，其中干旱胁迫条件下3个，位于第4、5、7条染色体上，常规栽培条件下2个，位于第4、5条染色体上。
　　 (8)共检测到了6个控制剑叶基角的QTLs，其中干旱胁迫条件下2个，位于第4、7条染色体上，常规栽培条件下3个，位于第1、7条染色体上。
　　 (9)共检测到了4个控制剑叶张角的QTLs，其中干旱胁迫条件下2个，位于第4、7条染色体上，常规栽培条件下2个，位于第1、7条染色体上。
　　 (10)将两种栽培模式下测得的表型数据相对值进行基因定位，共检测到了4个QTLs，在第2条染色体检测出一个控制相对有效穗数的QTL，在第6条和第12条染色体上各检测出1个控制相对单株穗重的QTL，在第11条染色体上检测出1个控制相对剑叶张角角度的QTL。