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水稻作为我国主要粮食作物。人们追求口感佳、品质好、产量高的品种,在购买水稻种子时候,追求真实性;育种家选育的品种则希望得到保护。构建水稻品种指纹图谱、分析遗传多样性、遗传相似性并筛选特异性标记可为水稻品种的亲本选配、品种鉴定和分类评价提供理论依据,以此选育优质高产品种。农户种植水稻通常靠人工除草,成本高、耗时长,化学除草剂的使用能够有效降低成本,草甘膦的优异除草效果受到广泛使用。耐草甘膦QTL定位,为耐草甘膦基因的克隆和耐性机制分析奠定基础。将耐草甘膦水稻品种与优质高产品种杂交,选育既耐草甘膦又优质高产的品种,提高农民收入的同时降低了农民生产成本,促进现代化农业的发展。本研究包括两部分:一是对长江中下游稻区和东北稻区的67个粳稻品种进行遗传多样性、遗传相似性、指纹图谱的构建和特异性标记的筛选,二是选用67个粳稻中对草甘膦感的浙粳22与耐草甘膦种质CA19构建重组自交系群体,进行耐草甘膦QTL定位并筛选耐性株系分析耐草甘膦机制。结果如下:1.以长江中下游稻区和东北稻区67个粳稻品种为试验材料,利用筛选到190个多态性标记,对67个粳稻品种进行遗传多样性分析;等位基因数的变化范围为26,平均值2.79;Shannon指数的变化范围为0.091.39,平均值0.52;Nei’s基因多样性指数变化范围为0.030.76,平均值0.29。多样性分析结果显示,参试的67个粳稻品种中,长江中下游稻区粳稻品种与东北粳稻品种间、浙江粳稻品种与江苏粳稻品种间有一定的差异,但总体上等位基因数、Shannon指数和Nei’s基因多样性指数值差异较小,都表现出较低的遗传多样性。遗传相似性变化范围为0.530.96,利用遗传相似性系数依据UPGMA法聚类分析,能够将参试的67个粳稻品种中,长江中下游稻区和东北稻区粳稻品种区分开。利用筛选出的24个多态性标记用于构建指纹图谱与33个特异性标记相结合用于品种判别。本文构建的指纹图谱和筛选出的特异性标记,为品种权保护、稻米品质的监督与管理提供了理论依据。2.以CA19×浙粳22重组自交系群体F4:5的158个株系为材料,在三叶期喷浓度为2 g/L的草甘膦溶液,依据枯死时间、存活率和枯死指数3个性状,进行QTL定位。利用从750个标记中筛选到的95个多态标记检测158个株系的基因型,构建遗传图谱,以LOD值2.5为阈值,3个性状均检测到1个QTL,都定位于第6号染色体的RM1370和RM3765之间,遗传距离为5.79 c M。以浙粳22为对照,分析耐草甘膦株系5396的耐性机制。浙粳22在喷施草甘膦后第3 d叶片变黄,第5 d植株枯萎;细胞结构受到严重破坏,叶片中5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(5-Enolpyruvylshikimate-3-Phosphate Synthase,EPSPS)活力极显著下降,莽草酸含量极显著上升,根茎叶中EPSPS基因表达量无明显变化,活性氧离子增加多,分布范围广。株系5396在处理后第3 d无明显变化,第5 d叶片部分变黄,停滞生长,但不枯萎死亡;此时细胞受到损伤,但整体结构、叶绿体和线粒体相对完整,EPSPS酶活力和莽草酸含量无显著变化,根、茎中EPSPS基因表达量无明显变化,叶片中EPSPS基因的表达量在第3 d和第5 d分别上调475.89倍和520.34倍,活性氧离子含量增加少,分布范围小。株系5396在第32d开始长出新分蘖,植株恢复生长,第39 d新分蘖生长,叶片中EPSPS基因表达量均极显著上升。株系5396对草甘膦具有较强的耐性,叶中EPSPS基因表达量增加以应对草甘膦对EPSPS活性的抑制,通过重新分蘖恢复生长。