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干旱是水稻生产的主要限制性因素之一，高效发掘和利用种质资源中的抗旱QTL是改良水稻品种抗旱性最为简便有效的途径。作为一种全新分子育种策略，通过大规模回交导入结合目标性状筛选和分子标记鉴定，高效发掘QTL，并利用携带不同来源有利抗旱QTL的优良导入系进行聚合杂交，结合分子标记辅助选择，培育抗旱水稻新品种。通过比较不同逆境下QTL表达差异，为培育能适应多种逆境的新品种提供有益信息。
本研究以经过第一轮聚合的IR64背景的8个抗旱品系为亲本，配置14个组合，2006旱季对其F2随机群体进行严格的抗旱鉴定，其中4个组合DK47/DK109、DK47/DK148、DK47/DK158和DK47/DK356的田间抗旱性表现较好。对从这4个组合中筛选出的抗旱单株进行抗旱性和产量重复鉴定和分子标记基因型分析，进行抗旱QTL定位。以DK124/DK476和DK124/DK567群体为研究对象，比较不同干旱胁迫程度(中度、高度)下抗旱QTL的表达差异。进一步对旱、盐和涝逆境胁迫下不同抗逆性的遗传重叠以及渗透胁迫(模拟干旱)与盐胁迫下细胞程序化死亡现象进行了探讨，获得了以下主要结果：
1.在干旱和灌溉条件下分别对4个抗旱聚合系进行了抗旱性综合评价。结果表明，在干旱条件下，聚合群体的抗旱性明显好于其聚合亲本和轮回亲本IR64，表明不同供体来源的抗旱QTL聚合能提高水稻的抗旱水平。在灌溉条件下，聚合群体的综合表现与聚合亲本之一DK47相似，但明显好于另一亲本和轮同亲本IR64。不同组合在干旱条下的产量构成因素不尽相同，对于DK47/DK109和DK47/DK356，单株有效穗数与单株产量的关联最密切；对于DK47/DK148和DK47/DK158，每穗实粒数与单株产量最为密切。在灌溉条件下，4个群体均是单株有效穗数与单株产量的关联最密切。
2.以随机群体做对照(P<0.05)，对4个抗旱聚合群体DK47/DK109、DK47/DK148、DK47/DK158和DK47/DK356筛选到的抗旱株系以及在正常灌溉条件下选择的高产株系(不包括DK47/DK158)进行各标记位点基因频率的卡方测验，在4个群体中共检测到27个位点对于旱选择起响应(P<0.05)，占总标记数(157)的17％。在DK47/DK109、DK47/DK148和DK47/DK356这3个群体中共检测到6个位点对产量选择起响应(P<0.05)，占总标记数(119)的5％。仅有3个位点对干旱选择和产量选择均起响应，占总标记数(119)的2.5％，说明两种类型的极端选择可能存在一定的负向相关。通过标记与表型的单向方差分析进行QTL定位，在4个群体的正常灌溉、干旱以及干旱与灌溉差值3种条件下检测到影响每穗实粒数、每穗总粒数、千粒重、单株产量、单株有效穗数和结实率的QTL总数分别为22、19、18和33个(P<0.01)，几乎所有位点的基因作用方式都是超显性或部分显性，说明杂种优势明显，而且很多控制不同性状的QTL被定位在相同的染色体区域，其中位于第1染色体上的RM473A和RM212、第4染色体上的RM335、第8染色体上的RM25等位点属于较重要的抗旱位点。
3.对DK124/DK476(Cross7)和DK124/DK567(Cross9)群体经高强度和中等强度干旱胁迫筛选的抗旱株系采用卡方测验进行QTL定位，以随机群体做对照(P<0.05)，对中等强度干旱选择起响应的位点38个，占总标记数(120)的32％；对高强度干旱选择起响应的位点19个，占总标记数的16％；对两种干旱环境选择均起响应的位点6个，占总标记数的5％，其中的3个标记在两种干旱选择群体中的偏离方向相反，说明QTL表达在两种干旱环境下存在较大不同，受环境影响很大。
4.采用卡方测验对干旱、盐和淹水胁迫的选择群体进行不同抗逆性遗传重叠研究。以随机群体做对照(P<0.05)，在4个群体中(DK47/DK109、DK47/DK148、DK47/DK158和DK47/DK356)，共检测到对耐盐选择起响应的位点46个，占总标记数(157)的24％；对干旱选择起响应的位点27个，占总标记数的17％；对干旱和耐盐选择均起响应的位点9个，占总标记数的5.7％，其中的4个在干旱和耐盐选择群体中的偏离方向相反，说明水稻抗旱与耐盐既存在一些共性也存在较大不同。以随机群体为对照(P<0.05)，通过卡方测验在DK65/DK109和DK65/DK356中共检测到对干旱和耐淹选择起响应的位点各13个，分别占总标记数(81)的16％;对于旱和耐淹选择均起响应的位点7个，占总标记数的8.6％，其中的4个在干旱和耐淹选择群体中的偏离方向相反。另外，在3种类型选择群体中都偏分离的位点共有23个，占总标记数的28％，其中的5个在干旱和耐淹选择群体中的偏离方向相反，推测水稻抗旱与耐淹在本质上可能存在不同，两种选择间可能存在一定的负向相关。
5.在极端产量选择在第二轮抗旱聚合群体中的定位效率的研究中发现，除DK47/DK356外，其余的3个群体(DK47/DK109、DK47/DK148和DK47/DK158)均不适合用极端产量选择的方法定位QTL。极端选择定位可能更适合于盐、涝等胁迫程度控制准确的选择群体。
6.耐旱品种IRAT109和旱敏感品种IR20在15％PEG下处理5、10、15天，在0.4％NaCl下处理2、4、8天，发现无论是在PEG还是盐处理下，IRAT109发生细胞死亡的时间均比IR20晚。结果还发现15％PEG(渗透胁迫)造成的细胞死亡信号是随机杂乱，没有规律；而0.4％NaCl造成的细胞死亡信号很有规律性。