水稻氮高效資源篩選及相關(guān)基因的分子定位.pdf

1、該研究對(duì)256份不同基因型水稻種質(zhì)資源進(jìn)行苗期及全生育期耐低氮篩選、評(píng)價(jià)、鑒定，從中發(fā)掘水稻氮高效種質(zhì)，并建立起一套行之有效的篩選、鑒定方法。同時(shí)利用一套雙向?qū)胂等后w，分別在正常和低氮條件下考察相應(yīng)形態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)和產(chǎn)量性狀。應(yīng)用分子標(biāo)記對(duì)水稻耐低氮脅迫數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)進(jìn)行定位。研究結(jié)果如下： 1水稻苗期氮高效資源篩選、鑒定對(duì)224份不同基因型水稻種質(zhì)進(jìn)行苗期不同供氮水平下盆栽試驗(yàn)，結(jié)果表明供試材料在抗低氮脅迫上存在明

2、顯的差異，其中相對(duì)苗高(RPH)變幅范圍為69.31～132.77％，相對(duì)分蘗數(shù)(RTN)變幅范圍72.14～178.46％，相對(duì)地上部干物重(RSDW)變幅范圍為62.05～350.00％。3個(gè)性狀指標(biāo)都能不同程度地反映不同基因型水稻對(duì)低氮脅迫的敏感程度差異。 從標(biāo)準(zhǔn)差(SD)和變異系數(shù)(CV)看，SD的大小順序?yàn)椋篟SDW＞RTN＞RPH，CV的大小順序與SD一致，即RSDW＞RTN＞RPH。因而3個(gè)性狀指標(biāo)在反映不同基因型

3、耐低氮差異的靈敏程度上依次為：SDW＞TN＞PH。 按照RSDW、RTN和RPH的順序，將這224份材料劃分為氮高效、低氮敏感和中間型三類，其中16份材料表現(xiàn)為氮高效、24份材料表現(xiàn)為低氮敏感、大部分材料為中間類型。這些極端材料在水稻氮高效育種中具有重要的利用價(jià)值。 通過對(duì)40份極端材料在兩種供氮水平下進(jìn)行連續(xù)性狀考察，發(fā)現(xiàn)播種后35天不同基因型水稻對(duì)低氮脅迫的反映最為明顯，因而認(rèn)為在苗期對(duì)水稻進(jìn)行氮高效資源篩選的鑒定時(shí)

4、間以播種后35-40天為宜。 2、水稻全生育期氮高效資源篩選方法評(píng)價(jià)選取32份具有一定代表性的不同基因型水稻種質(zhì)進(jìn)行大田全生育氮高效資源篩選評(píng)價(jià)。在成熟期分別對(duì)正常和低氮條件下各供試材料進(jìn)行相關(guān)性狀的考察，考察項(xiàng)目有：株高(PlantHeight，PH)、單株分蘗數(shù)(TilleringNumber，TN)、劍葉葉綠素含量(Chlorophyllcontent，CC)、穗長(PanicleLength，PL)、每穗實(shí)粒數(shù)(Spik

5、eletnumberperpanicle，SN)、結(jié)實(shí)率(SeedSettingpercentage，SS)、百粒重(100-grainWei曲t，100G)、地上部分干物重(ShootDryWeight，SDW)和籽粒產(chǎn)量(GainWeight，GW)。 各性狀耐性指數(shù)的變異系數(shù)(CV)大小順序依次為GW(26.8％)＞SDW(19.6％)＞SN(18.3％)＞TN(17.3％)＞CC(12.7％)＞SS(10.5％)＞PL(

6、5.4％)＞100G(4.8％)＞PH(4.7％)。方差分析表明，9個(gè)性狀除主穗穗長(PL)在兩個(gè)供氮水平下的差異不顯著外，其它8個(gè)性狀在兩種供氮水平下的差異均達(dá)極顯著水平。同時(shí)，供試的32個(gè)品種間以及同一品種在9個(gè)性狀間的差異都達(dá)到極顯著水平。 進(jìn)一步對(duì)9個(gè)考察指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析表明，所有9性狀在兩種供氮水平下的相關(guān)性均達(dá)極顯著水平，其中SDW與GW在正常和低氮條件下均達(dá)極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.696**和r=0.7

7、69**。 據(jù)此，該文認(rèn)為在進(jìn)行水稻氮高效種質(zhì)資源篩選評(píng)價(jià)時(shí)，籽粒產(chǎn)量、地上部干物重和單株分蘗數(shù)作為篩選指標(biāo)是有效的。在對(duì)水稻進(jìn)行苗期大規(guī)模水稻種質(zhì)氮高效初步篩選時(shí)，考慮到實(shí)際操作的簡便易行，可將在低氮脅迫下的分蘗數(shù)作為篩選指標(biāo)。在分蘗數(shù)差異不大的情況下，取地上部干物重和功能葉葉綠素含量作進(jìn)一步篩選鑒定。 3、水稻氮高效相關(guān)基因的定位分析利用從“特青×Lemont”發(fā)展而來的一套雙向?qū)胂等后w作為研究材料，在正常和低氮條

8、件下分別對(duì)前期株高(PHE)、后期株高(PHL)、前期分蘗數(shù)(TNE)、后期分蘗數(shù)(TNL)、劍葉葉綠素含量(CC)、劍葉光合速率(PR)、地上部干物重(SDW)和單株籽粒產(chǎn)量(GW)等性狀進(jìn)行了QTL分析。 兩親本特青和Lemont對(duì)低氮脅迫的敏感性上表現(xiàn)出較大的差異，特青對(duì)低氮脅迫的敏感性明顯強(qiáng)于Lemont。在所有調(diào)查的8個(gè)性狀上，除相對(duì)株高兩者間差異不大，其余6個(gè)表型值特青的耐低氮指數(shù)為62.15-89.51％，Lemo

9、nt的耐低氮指數(shù)為72.59-95.20％。 在特青方向上共檢測(cè)到58個(gè)相關(guān)QTL，分布在除第8染色體外的其他11條染色體的40個(gè)區(qū)域，其中在低氮條件下共檢測(cè)到26個(gè)QTL，在正常氮條件下共檢測(cè)到32個(gè)QTL，大部分QTL集中在第2、第3、第7和第12染色體上。 在Lemont方向上共檢測(cè)到41個(gè)相關(guān)QTL，分布于全部12條染色體上的29個(gè)區(qū)域，其中在低氮條件下共檢測(cè)到16個(gè)QTL，在正常氮條件下共檢測(cè)到25個(gè)QTL。