利用选择导入系进行水稻耐低磷鉴定与QTL定位分析

摘要

本研究选用我国当前生产上大面积推广应用的籼稻恢复系明恢86和蜀恢527作为轮回亲本，以籼稻品种爷驼崽和2004为供体亲本构建的BC2F2群体种植于安徽宣城低磷红壤土田块，根据低磷胁迫条件下的产量性状进行磷高效株系的筛选，形成BC2F4选择导入系群体。入选的BC2F4群体在正常条件和低磷胁迫条件下进行农艺性状鉴定评价，利用水培对选择导入系进行苗期性状的鉴定评价。主要结果如下：
　　1、与对照条件相比，廊坊环境B处理（贫瘠土正常施肥）对轮回亲本蜀恢527和明恢86的株高和每穗总粒数影响达到显著水平，对单株有效穗数、结实率和千粒重影响不显著，所以导致蜀恢527和明恢86在B处理条件下产量降低的主要原因是每穗总粒数的降低；P处理（贫瘠土低磷胁迫）对蜀恢527和明恢86的株高、每穗实粒数、千粒重、单株产量和收获指数影响达到显著水平，对单株有效穗和结实率影响未达到显著水平，说明每穗实粒数和千粒重的降低是引起蜀恢527和明恢86产量变化的主要原因。在三种处理条件下，四个群体各性状变异范围均表现超亲变异，说明各性状在群体中存在广泛的分离。
　　2、与对照条件相比，北京环境F处理（无磷处理）条件下蜀恢527/爷驼崽群体的根冠比表现为显著升高，明恢86/爷驼崽群体的根长、总干重和根冠比显著增加，根长/苗高显著升高，地上部分干重显著减少。这两个群体的根冠比对低磷胁迫下较敏感，其原因可能是在低磷胁迫下，植物为了吸收更多的磷元素，根系更加发达。两个群体在 F处理条件下，根长、根长/苗高、根冠比的敏感度最高，水培筛选优良株系时可以采用根长，根长/苗高、根冠比作为指标。
　　3、单株产量与单株有效穗、每穗实粒数、每穗总粒数在四个群体不同处理条件下均呈显著的正相关。因此，认为在育种中要优先考虑这几个性状，并协调好其他产量构成因素。
　　4、利用性状－标记间单向方差分析分别对廊坊环境的4个导入系群体的11个产量及其相关性状进行了QTL定位，检测到68个（55.3％）QTL的有利等位基因来自供体亲本爷驼崽或2004。两个导入系群体在北京水培环境检测到9个生物性状的主效QTL85个，这些QTL对表型变异的贡献率为7.5%～27.6%。在检测到的QTL中，有10.6%的QTL能在两个或两个以上处理条件下检测到。特别是与根长、根长/苗高、总长和根冠比有关的QTL能稳定的表达，且在不同处理条件下具有比较一致的效应。
　　5、根据廊坊环境低磷胁迫处理条件下导入系群体的单株产量表现，从蜀恢527/爷驼崽、明恢86/爷驼崽、蜀恢527/2004和明恢86/2004群体中分别筛选出1、13、6和7个单株产量显著高于其轮回亲本的株系。通过对低磷条件检测到的产量性状相关位点与廊坊低磷环境下单株产量显著高于其轮回亲本的株系的基因型分析发现，RM481、RM402是进一步改良轮回亲本蜀恢527耐低磷性的重要位点。RM335、RM5463、RM219、RM254、RM341、RM571、RM316和RM224这8个位点是蜀恢527在低磷环境下稳产的重要区段。RM200、RM6959、RM108是进一步改良轮回亲本明恢86耐低磷性的重要位点。 RM335、RM169、RM254和RM5349这4个位点是明恢86在低磷环境下稳产的重要区段。推测这些QTL可作为水稻耐低磷产量性状分子育种的重要候选区域。本研究通过大田全生育期筛选和水培的苗期交叉筛选，获得了一批优良导入系，这些材料既可以作为培育磷高效利用水稻品种的育种材料，又可以用于耐低磷的遗传机制剖析。

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1 文献综述

1.1植物耐低磷的遗传基础

1.2.水稻耐低磷的QTL／基因挖掘

2引 言

3 材料与方法

3.1群体构建

3.2田间种植与温室水培

3.3考察指标

3.4基因型分析

3.5数据分析

4.结果与分析

4.1导入系群体的产量及其相关性状方差分析

4.2导入系群体的耐低磷相关性状方差分析

4.3导入系群体及其亲本的产量及其相关性状表型分析

4.4导入系群体及其亲本的耐低磷及其相关性状表型分析

4.5导入系群体的产量及其相关性状相关性分析

4.6导入系群体的耐低磷及其相关性状相关性分析

4.7 QTL定位分析

4.8耐低磷选择导入系遗传基础剖析

5 讨论

5.1大量QTL成簇分布在染色体上及QTL表达受环境影响

5.2 大量来自供体有利等位基因被发现

6 结论

参考文献

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