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镉是环境中毒性最强的重金属元素之一,且极易被水稻吸收,不仅影响水稻的产量和品质,还可通过食物链危害人类的健康。培育耐镉性高和籽粒镉积累低的水稻品种是解决这一重要水稻生产和粮食安全问题的经济可行手段。本研究利用了遗传多样性丰富的3个相互关联的多亲本衍生的多亲本高代互交系(MAGIC)群体(DC1、DC2和8-way),鉴定苗期耐镉性、镉污染土壤下籽粒镉含量,结55K高通量SNP基因型进行遗传定位分析,以下是主要研究结果:1.在镉胁迫和正常条件下,3个MAGIC群体的镉耐性都有较大的表型变异,8个亲本的地上长,根长,地上干重和根干重都有显著差异。三个群体都存在超亲分离现象,且8-way群体的基因型变异比DC1和DC2群体的变异大。此外,在镉胁迫和正常条件下,MAGIC群体中镉积累相关性状也呈现较大的表型变异。亲本B和D具有籽粒镉浓度高(分别为0.363 mg/kg和0.499 mg/kg)和地上与根部镉浓度比高(19.9%和18.9%)的特性,亲本A为籽粒镉浓度低的品系(0.149 mg/kg),亲本E为地上与根部镉浓度比低的品系(12.6%)。2.对3个MAGIC群体在两叶一心期进行Cd胁迫处理(2 mg/L),在Cd胁迫处理条件下定位到18个与根长、根干重、地上长和地上干重相关的QTL,分布在1、2、3、4、5、7,12号染色体上,QTL的表型变异范围为1.1%~12.1%。在CK与Cd处理的比值下定位到6个与地上长和地上干重相关的QTL,位于1、3、7、9和12号染色体上,QTL的表型变异范围为1.5%~5.9%。针对DC1群体进行了苗期镉含量的测定。检测到影响苗期地上部、根部的镉含量和地上与根部的镉浓度比的QTL分别为8、2和4个,分布在除第4、5、9和11号之外的染色体上,解释表型变异范围为3.0%~4.3%。针对DC1群体在广西镉污染地区进行成熟期籽粒镉含量测定。检测到影响籽粒镉含量的QTL为5个,分别位于第1、2和3号染色体上,解释表型变异幅度从5.2%到8.4%。3.利用已测序的654份水稻种质资源进行镉污染区的种植,有11份镉含量超标达,9份来自于籼稻,温带粳稻和热带粳稻中各发现1个超标品种,籼稻超标率达到2.28%,粳稻超标率达到0.78%,表明籼米超标率高于粳米。另外筛选到镉低积累的品种材料有78份,且镉低积累材料大都存在于粳稻资源中。并利用这些种质资源分析镉转运基因OsNRAMP1的有利单倍型,单倍型GTAC镉积累量(0.032 mg/kg)极显著的低于单倍型ACTG的镉积累量(0.057 mg/kg)。最后结合生物信息学分析和基因表达模式分析,初步筛选到3个可能参与水稻苗期Cd耐性及成熟期籽粒Cd积累的候选基因,还有待进一步验证。