【摘 要】
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水稻是盐敏感作物,芽期盐害的发生将直接影响幼苗建成及后期生长发育,进而影响最终产量。目前关于水稻芽期耐盐性鉴定及基因挖掘鲜有报道。因此,挖掘水稻芽期耐盐相关QTLs/基因,对提高该时期耐盐性及开展盐渍土水稻直播具有重要意义。本研究利用295份水稻种质资源考察了苗高、根数和根长3个性状在对照、盐胁迫及相对值下的差异,筛选出极端品种配制杂交组合,构建大规模F2:3分离群体,通过对该群体芽期耐盐性鉴定,
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水稻是盐敏感作物,芽期盐害的发生将直接影响幼苗建成及后期生长发育,进而影响最终产量。目前关于水稻芽期耐盐性鉴定及基因挖掘鲜有报道。因此,挖掘水稻芽期耐盐相关QTLs/基因,对提高该时期耐盐性及开展盐渍土水稻直播具有重要意义。本研究利用295份水稻种质资源考察了苗高、根数和根长3个性状在对照、盐胁迫及相对值下的差异,筛选出极端品种配制杂交组合,构建大规模F2:3分离群体,通过对该群体芽期耐盐性鉴定,获得耐盐极端抗感池,连同亲本进行重测序分析,通过QTL-seq方法获得关联区间,进一步根据亲本间序列差异,在关联区间及其邻近位置的变异位点处开发KASP标记,利用F2:3株系构建局部遗传连锁图谱,最终通过连锁分析对QTL-seq结果进行验证。主要研究结果如下:1.通过对295份水稻资源进行芽期耐盐性筛选,结果表明,IR36和卫国的相对苗高、相对根数和相对根长分别为0.37、0.30、0.30和0.84、0.67、0.77,两者芽期耐性相关性状差异最大,分别作为盐敏和耐盐品种。2.以IR36为母本,卫国为父本,构建了由983个株系组成的F2:3群体,通过0.5%NaCl溶液下的耐盐性鉴定,考察了苗高、根数和根长3个性状的相对值差异,最终获得40个极端耐盐和40个极端盐敏的株系。3.通过对199个F2:3株系进行苗高、根数和根长的表型考察,发现三性状在亲本和F2:3株系中的表型变异具有数量性状遗传的典型特征,适合用于QTL分析。相关性分析表明,对照条件下,三性状相关性显著,盐胁迫后,相关程度有所下降,而相对值之间无显著相关性。4.根据筛选出的极端耐盐抗池和极端敏盐感池,连同亲本IR36和卫国进行重测序和BSA分析,结果共获得141Gbp clean reads,平均测序深度为27.60X。在耐盐亲本卫国和盐敏亲本IR36中发现SNP数为311612和2570732,Indel数为25493和182392;抗感池中共发现2602473和2616729个SNP,Indel数为188174和192535个。经ΔSNP-index方法共检测到3个区间和水稻芽期耐盐性相关,分别位于1、1、7号染色体上,物理区间分别为2.68Mb,2.92Mb,4.17Mb;ED算法共检测到2个关联区间,均位于7号染色体上,物理距离分别为5.17Mb和14.13Mb。两种算法共检测到共同检测到7号染色体20160000-24330000bp的关联区间,作为本研究检测到的和水稻芽期耐盐相关的重要区间。5.为了验证QTL-seq的可靠性,根据亲本间序列差异,在关联区间及其邻近位置的变异位点处设计了25个KASP标记,构建了遗传连锁图谱,经连锁分析,将芽期耐盐性位点qRSH7定位到20609394-22207792bp之间,证实了QTL-seq的准确性,通过对该区间进行基因注释,共获得187个注释基因,其中LOCOs07g34570和LOCOs07g36750同耐盐基因OsHKT1具有共表达特性。
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