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近年来,随着农村主要劳动力往第二、三产业转移,农村劳动力缺乏已成为我国水稻产业发展的一个主要问题。研发轻简的水稻生产技术是解决农村劳动力缺乏的根本途径。水稻直播与传统的育秧、移栽种植相比具有省种、省时、省工的优点,是一种高效的水稻种植方式,越来越受人们的青睐。但是,现有的许多主栽水稻品种低温和缺氧发芽力低,已成为我国直播稻推广的主要障碍。本论文研究以来自56个国家和地区、已知70万个SNP基因型的379份多样性国际稻种为材料,分别在低温和缺氧条件下对这些水稻种质的发芽力进行系统评价,以获得低温和缺氧条件下强发芽力的优良水稻种质,为直播稻育种奠定材料基础;另一方面,通过全基因组关联分析精确标记鉴定出低温和缺氧条件下发芽力相关的基因,以突破水稻强低温和缺氧发芽力分子育种的技术瓶颈。获得的主要结果如下:1.379份多样性国际稻种低温发芽力和缺氧发芽力呈正态或近似正态分布,表明这两个性状为多基因控制的数量性状;2.方差分析结果表明,水稻种质资源间低温发芽力和缺氧发芽力有极显著的差异。筛选获得了13℃低温条件下发芽率超过91%的水稻种质10份,缺氧发芽力强的种质10份;3.对籼稻、粳稻和Aus稻低温发芽力和缺氧发芽力的多重比较结果表明,籼稻组的低温发芽力和缺氧发芽力均极显著强于粳稻组和Aus稻组。粳稻组低温发芽力也显著强于Aus稻组。但是,粳稻组和Aus稻组的缺氧发芽力并没有显著差异。本研究的籼稻发芽期耐冷性比粳稻好与以往普遍认为粳稻耐冷性比籼稻好不同;4.通过全基因组关联分析标记鉴定出36个与水稻低温发芽力相关的QTL,31个与水稻缺氧发芽力相关的QTL。在36个水稻低温发芽力相关QTL中,有6个与以前报道的水稻低温发芽力QTL重叠或相近,30个为新鉴定的QTL。31个水稻缺氧发芽力QTL中,5个与以前报道的水稻缺氧发芽力QTL重叠或相近,26个是新标记定位的。有3个低温发芽力相关QTL与缺氧发芽力QTL在相同区间或重叠。本研究为水稻直播筛选出多个低温和缺氧发芽力强的优良种质,以及标记鉴定出一批水稻低温发芽力和缺氧发芽力相关QTL。研究结果为下一步水稻低温发芽力和缺氧发芽力相关基因克隆和分子育种奠定良好的基础。对推动直播稻的广泛开展有重要意义。