不同年份冷水胁迫下水稻抽穗期和产量性状的QTL分析

摘要

[目的]水稻抽穗期、结实率、千粒重和单株粒重跟产量密切相关,且受低温影响较大.在冷水胁迫下检测控制水稻抽穗期、结实率、千粒重和单株粒重的QTL,为水稻孕穗期耐冷遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据.[方法]以梗稻优质品种东农422和耐冷品种空育1 31为亲本构建的190个重组自交系解析表型变异,构建了覆盖12条染色体,155个SSR标记的遗传连锁图.连续3年在水稻孕穗期进行冷水灌溉处理,考察始穗期、齐穗期、结实率、千粒重和单株粒重5个性状,利用SPSS18.0和GGEbiplot进行表型分析,利用QTLnetwork2.0,采用逐步联合分析法定位和性状相关的QTL,用超几何函数评价QTL间的相关性.[结果]冷水胁迫下,亲本和RIL群体抽穗期推迟,结实率明显降低,千粒重和单株粒重相继降低.始穗期、齐穗期和结实率互为正相关,结实率、千粒重和单株粒重也互为正相关.共有71个加性QTL被检测到,37个跟耐冷性有关,其中单环境分析检测到28个,贡献率大于10％以上的QTL有11个,单处理联合分析共检测到10个和耐冷有关的QTL,贡献率大于10％的QTL有6个.这17个贡献率大于10％且和耐冷性有关的QTL对性状具有增效作用.多环境联合分析检测到12个QTL,平均贡献率仅为3.56％,其中5个QTL参与了环境互作.检测到的20对上位性QTL中,有2个主效QTL区间参与了上位性互作,对性状的遗传起到重要作用.QTL相关性分析表明,控制始穗期,齐穗期和结实率的QTL具有相关性,结实率的QTL也同千粒重、单株粒重的QTL相关.经图谱比较分析,研究发现的部分QTL与前人研究处于相同染色体片段上,其中,qIHD7-2、qFHD7-2、qFHD7-1和qIHD7-1是在多环境下检测到的稳定存在的QTL,同时,qIHD7-1、qIHD7-2、qFHD7-1、qSSR 7-1和qSSR7-2和耐冷性有关,这些QTL位点可为水稻抗冷分子育种提供依据.[结论]冷水胁迫下,结实率分别同抽穗期、千粒重和单株粒重存在相似的遗传机制,而抽穗期和千粒重、单株穗重的遗传相互独立.相比而言,冷水胁迫下选择结实率高的品种要比选择其余3个性状困难.