335份旱稻核心种质构建与栽培稻抗旱相关QTL定位

来源 :华南热带农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxl0003
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本研究就已收集的335份早稻资源进行了评价及核心种质的构建,同时以珍汕97B(籼型水稻)×IRAT109(粳型早稻)为亲本构建的重组自交系群体(F9)进行了抗旱相关QTL的遗传分析研究。 旱稻核心种质的研究主要是通过对本系已收集的335份旱稻材料进行基本分类性状、形态、农艺和产量性状的鉴定调查。并在此基础上,对取样比例、取样规模和取样方法进行比较,确定适于本研究的最佳取样方案构建核心种质,并对所构建核心种质的代表性从多样性、质量和数量性状三方面加以验证、评价和补充。对栽培稻抗旱QTL的研究是在旱棚内通过水分控制实现水、旱两种处理,测定和分析水稻冠层温度、叶水势和结实率三者的关系,定位和比较了在水、旱条件下影响这三个性状的QTL。主要涵盖以下研究内容: 1.对本系近年来收集的335份早稻种质进行了籼粳、粘糯、早中晚等基本分类性状的鉴定,及叶缘色、叶面茸毛、柱头色、颖尖色、米色、糙米碘染、生育期、株高、有效穗数、着粒密度、穗长、结实率、千粒重等36个形态性状、农艺性状和产量性状进行了调查测定。在335份原始材料中,籼型或偏籼型、粳型或偏粳型旱稻分别有266份和69份。粘稻和糯稻分别有323份和12份。早、中、晚稻分别有107、165和63份。在核心种质中,籼型或偏籼型、粳型或偏粳型旱稻分别有56份和28份。粘稻和糯稻分别有83份和3份。早、中、晚稻分别阿有15、30和31份。同时根据各性状调查结果,建立了各材料的基本特征性状资料,并对部分优异性状,如大粒、大穗、有色米等,进行了统计,为进一步研究和利用这些样品奠定了基础。 2.确定了建立旱稻核心种质的取样方案。通过3种取样比例、6种总体取样规模和2种组内取样方法形成了36种核心种质取样方案。以表型保留比例(RPR)、多样性指数(H)、表型频率方差(VPF)和变异系数(CV)为检验指标,通过各核心种质所对应的指标变化及指标的方差分析,对36种核心种质刘鸿艳3”份早福核心种质构建与栽培稻抗早相关QTL定位进行评价。结果表明,多样性比例较之对数比例和平方根比例,对各组原始样品的取样量有更好的修正能力。而在6种总体取样规模中,25%的取样量形成的核心种质,:具有更高的遗传变异丰度和均度.在2种取样方法中,以聚类取样形成的核心种质,几其多样性都高于随机取样法。因此,本研究确定的最佳方案为:多样性比例一25%总体取样规模一组内聚类取样。. 3.早稻核心种质代表性的研究。通过核心种质与原始样品之间多样性指数、质t性状保留比例和数t性状的最大值、最小值、均值等6个特征值及极差符合率、均值符合率和标准差符合率的比较,对核心种质的代表性进行评价.结果表明,除来源于非洲的材料,其核心种质与原始样品多样性指数相近外,其余各组核心种质的多样性指数均高于原始样品,表明其变异的丰度和均度大于原始样品。在所调查的20个质t性状的68种表型中,只有米色的两个低频率表型未包含在核心种质中。18个数量性状的6个特征值均接近,极差、均值和标准差符合率均接近或大于90%,表明所构建核心种质较好地代表了原始样品。通过原始样品,聚类取样和随机取样形成的两种核心种质的多样性结构比较分析,聚类取样构建的核心种质能很好地代表原始样品的原因是:当取样盘足够大时,聚类取样通过提高核心种质变异的丰度与均度提高其遗传多样性。 4.遗传图谱构建。以珍汕97B(釉型水稻)‘IR产TI O9(粳型早稻伪亲本衍生的重组自交系凡构建了一张包含213个ssR标记的饱和分子遗传图谱。图谱提盖了水稻全部12条染色体,总长度为1825.0cM,标记间平均距离为象6cM。该连锁图上的ssR标记排列顺序和方向与COme】1(2001)图谱基本一致一213个标记的卡方测验和各株系的卡方测验均表明所用群体存在一定程度的偏分离。珍汕97B和IRAI,109对川Ls群体的平均贡献率分别为0.52和0.42,群体遗传结构分布偏度为0.54,近似于正态分布,对于连锁图谱构建和基因定位等遗传研究,是个较为理想的分离群体。 .5.抗早群体抗早性状的相关分析.通过抗早鉴定设施对供水一喇卜水的控制实现同一环境条件下的水、早两种处理。在此基础上侧盆并考察了抗早群体的冠层温度、叶水势和结实率。相关分析表明,在干早条件下,冠层温度与结实华南热带农业大学博士学位论文率负相关极显著(二一0.2867),叶水势与结实率正相关显著(,0.1696),冠层温度与叶水势负相关极显著(件一0.2740),三者的相关性很好的说明植株水分状况、产量及植株综合抗早性的关系。在干早条件下,结实率高的植株抗早性强,可以具有相对较高的叶水势,使植株不出现水分亏缺或轻微水分亏缺,从而维持正常的蒸腾作用,保持相对较低的冠层温度。相反,结实率低的植株,其抗早性弱,‘植株处于缺水或严重缺水状态,叶水势下降,蒸腾减少,导致冠层温度上升。 6.抗早QTL定位。采用QTLMapper 1 .0软件定位了在水、早两种水分条件下控制冠层温度、叶水势和结实率的QTL。共检测到44个主效QTL。在有水条件下控制冠层温度、叶水势和结实率的QTL数目分别是12、1和13,对性状的联合贡献率分别?
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