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水稻机械化生产的瓶颈在于机械化种植,其中机插秧的关键是育秧,水稻秧苗素质好坏与机插效率、生长发育及产量息息相关。现今机插秧效率受到两方面的限制,一是来自播种密度对秧苗质量的影响,另一方面是机插过程中对秧苗根系的损伤。本研究利用籼粳交RIL群体分析机插秧苗对播种密度的响应、以及根损伤对产量和产量相关性状的影响。结果如下:1、剖析秧苗素质与播种密度的关系。钵毯秧苗比毯苗根系干重更重,更整齐,更符合机插秧要求。不同播种量之间,秧苗素质差异都达显著水平。随着播种量的增加,钵毯秧苗茎叶和根系干重变异幅度均小于毯苗。秧盘类型与播种量的交互效应不显著。另外,相同播种量下,撒播比条播的平均性状值要高,但是条播的秧苗整齐度要比撒播要高。相比撒播,条播秧苗性状随播种密度变化幅度更小,对播种密度更不敏感。播种方式与播种密度间交互作用对根长和根数都有显著影响。2、以9311和日本晴杂交后代衍生的RIL群体为材料,分析3个播种密度下秧苗性状的变化及其遗传机制差异。随播种密度的增加,亲本和RIL群体的SH和FLSL增加,而SDW和RDW减少。在3个播种密度下一共检测到37个QTL,其中有12个QTL在3个播种密度下同时检测到,同时也检测到5个QTL热点。在低密度和高密度下分别检测到两个特异QTL,qRDW1.1和qFLSL5.1。这两个QTL区间发现了多个参与植物激素信号和非生物胁迫响应的候选基因。全基因组加性效应和上位性效应结果也显示了不同播种密度下的秧苗性状遗传控制的动态变化。3、对低密度和高密度两个条件下日本晴和9311的茎叶组织和根系组织进行转录组分析。发现茎叶组织和根系组织之间的DEGs数量最多,其次是品种之间,而播种密度之间差异最小。而且9311对播种密度响应的DEGs数量少于日本晴。根系组织中响应播种密度的DEGs数量茎叶组织。茎叶组织和根系组织共同检测到4个响应的播种密度的基因,这表明水稻秧苗茎叶和根系对播种密度的响应差异。GO富集显示生物过程中的刺激反应和逆境反应是水稻秧苗对播种密度的响应主要变化。各种代谢、植物激素信号转导以及植物-病原互作这些共同的基本途径对两个品种的播种密度响应都很重要,而且在NIP与9311之间发生了变化。4、采用人工剪根处理,分析对照和剪根处理水平下产量和产量相关性状的变异、相关QTL的差异,以及加性和上位性效应的差异。结果表明,水稻根系受到剪根伤害后主要是通过影响单株有效穗数进而影响产量;剪根伤害对日本晴的影响小于9311。一共检测到16个QTL,除了 qGPP2.1和qYD2.1仅在对照下检测到,其余QTL在对照和剪根处理下同时检测到。9311和日本晴对不同性状单位点增效位点的贡献比例与其性状表现相吻合,高值亲本检测到更多的增效位点。除了抽穗期和单株有效穗数负向互作对数量占多数,其余性状均表现为正向互作对数量占优。