硼是高等植物的必需矿质营养元素,然而,不同植物或同一植物的不同基因型对低硼胁迫的反应存在显著的差异,开展硼营养高效的生理和遗传机制研究将有助于硼高效机理的认识,以及作物硼营养性状的遗传改良。本文在对含97个株系的拟南芥重组自交系群体的硼效率系数进行初步定位的基础上,针对硼高效QTLAtBE1-2位点开展硼高效的生理基础,QTL精细定位及其低硼胁迫下的基因表达等方面的研究,主要获得了以下主要结果:　　 1.硼高效QTL的定位　　 1.1对拟南芥重组自交系群体硼效率的表型数据和分子标记数据进行优化处理后,用不同的QTL分析软件对同一套数据进行对比分析,确保QTL定位结果的准确性。对重组自交系群体的3个性状(低硼条件下籽粒产量-SYLB,正常硼条件下籽粒产量-SYHB和硼效率系数硼-BEC)进行相关性分析、QTL定位、上位性分析以及条件QTL分析后,发现SYLB和BEC之间存在紧密的遗传连锁关系,SYHB则相对独立。　　 1.2根据初步定位的4个硼高效QTL位点,对重组自交系群体各株系的遗传背景和硼效率系数进行选择,获得在QTL,AtBE1-2区域内标记的基因型存在差异,其它3个QTLs区域内标记的基因型相同,同时硼效率显著差异的两个株系:硼高效株系1938和硼低效株系1961。利用1961和1938这2个株系作为亲本构建F2分离群体,在目标QTLAtBE1-2位点检测到控制低硼条件下籽粒产量的一个QTL,从而证实硼高效QTLAtBE1-2位点的可靠性。　　 1.3用目标QTL AtBE1-2峰值附近的两个SSLP标记ATPASE和nga692在1200个F2单株中筛选出54个重组单株,对其中的26个不同类型重组单株的F2:3家系的SYLB,SYHB,BEC进行考察,结果显示,目标QTL AtBE1-2显著影响重组单株的F2:3家系的BEC,进一步证实了该QTL的表型效应。　　 2.目标QTL AtBE1-2的生理功能　　 比较重组自交系群体的亲本(Ler和Col-4)和F2分离群体的亲本(1938和1961)在5个低硼胁迫浓度和3个生长发育时期不同组织部位的硼浓度,硼累积量等性状的差异,及其与硼高效QTLs关系,推测目标QTL AtBE1-2的主要功能是促进硼的高效利用。　　 3.硼高效候选基因的确定　　 分析1938与Col-4在长期和短期低硼胁迫处理下的基因表达谱,并结合差异表达基因在染色体上的位置,发现36个基因在基因型之间和受低硼诱导显著差异表达,且位于目标QTL区域内。其中16个基因与长期胁迫处理下基因型间4倍以上差异表达基因,或各自材料低硼胁迫处理下4倍以上差异表达基因相重叠,成为目标QTLAtBE1-2的候选基因。