论文题目: 水稻后期抗旱性遗传基础研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物化学与分子生物学
作者: 岳兵
导师: 张启发,邢永忠
关键词: 水稻,耐旱性,根系性状,分析,后期抗旱机制,抗旱筛选指标
文献来源: 华中农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 干旱尤其是生殖生长阶段干旱胁迫是制约水稻生产的一大障碍，而各种抗旱机制相互重叠影响了水稻后期抗旱性遗传基础的研究，从而使水稻抗旱育种进展缓慢。本研究利用珍汕97/IRAT109重组自交系群体对水稻后期主要抗旱机制的遗传基础进行了分析，并在大阳两种土壤环境下对水稻后期抗旱性的遗传基础进行初步研究的基础上，对水稻大刚后期抗旱性的机制进行了初步分析。主要结果如下： 1、两亲本比较发现，耐旱性是珍汕97主要的抗旱机制，而早稻亲本IRAT109避旱性(根系、叶片保水能力)强于珍汕97，此外水分分配也是IRAT109适应干旱胁迫的机制之一。 2、对该重组自交系群体(180个系)构建了遗传连锁图，该图谱包含245个SSR标记，12个连锁群，总长为1530cM，相邻标记间平均间距为6.2cM。 3、采用分期播种技术，在不同的光温条件下，定位到9个与抽穗期有关的QTL，它们与控制产量QTL的关系以及与环境互作的分析有助于选育早熟高产、对环境不敏感的品种，为逃旱性在水稻生产上的利用打下基础。 4、用PVC管在孕穗期对RIL群体的各系进行了相同程度的干旱胁迫，将各种可能的抗旱机制加以分离。抗旱系数(相对产量)与抽穗期、地上干物重及大部分根系性状间无显著相关性，说明该试验中逃旱性的影响得到消除，并将避早性的作用加以分离。两年共检测到37个与耐旱性(产量、产量性状的相对值和死叶程度)有关的QTL，与他人定位结果比较也证实了它们主要与耐旱性(渗透调节能力等)有关。对产量、产量性状在对照和干旱胁迫下QTL定位的一致性进行了分析，少数干旱胁迫下表达的QTL与相对值QTL相对应。 5、两年定位了6个与干旱到卷叶的天数(DLR)有关的QTL，相关分析及QTL比较发现，根系下扎速度及干旱诱导根系深度增加量与干旱到卷叶的天数之间呈正相关，而与植株和根系大小之产呈负相关。另外，用PVC管两年定位了71个与最大扎根深度和深层根分布有关的QTL，以及97个与根粗、根总体积(重量)及根茎比有关的QTL。最大扎根深度和深层根分布等根系性状与根粗、根总体积(重量)和根茎比等根系性状相比对环境条件(年度、水分)更为敏感。 6、相关分析和QTL位置比较发现，控制耐旱性和避旱性的染色体区域相对独立，说明耐旱性和避旱性的遗传基础不同，可以在抗旱育种上将二者加以聚合。 7、在错期播种调整抽穗期一致的前提下，分别在粘土和沙土环境下对大田后期
论文目录:
缩略词表
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 旱灾与水稻生产
1.2 作物抗旱性的机制
1.3 作物抗旱有关性状及抗旱性鉴定和评价
1.3.1 生育期与抗旱性
1.3.2 根部发育与抗旱性
1.3.3 地上部植株形态生理性状与抗旱性
1.3.4 作物抗旱性鉴定与评价
1.4 分子标记及分子遗传图谱的发展
1.4.1 分子标记的种类
1.4.2 作图群体的类型
1.4.3 分子遗传连锁图谱的发展
1.4.4 QTL定位的方法
1.4.5 作物数量性状遗传研究进展
1.5 水稻抗旱性有关性状QTL定位
1.5.1 水稻逃旱性方面的遗传研究
1.5.2 根系有关性状QTL定位
1.5.3 地上部与抗旱性有关的形态生理性状QTL分析
1.5.4 抗旱有关性状QTL与品种改良
1.6 作物抗旱性遗传改良策略
1.6.1 种内抗旱基因资源的发掘和利用
1.6.2 不同物种抗旱机制的发现及抗旱基因的利用
1.7 本研究的目的和创新之处
2 材料与方法
2.1 供试水稻材料
2.2 田间种植、抗旱性鉴定和性状考察
2.2.1 栽培管理
2.2.2 抗旱性鉴定
2.2.2.1 亲本盆栽抗旱性比较
2.2.2.2 大田抗旱性鉴定
2.2.2.3 PVC管栽培鉴定
2.2.3 性状调查
2.2.3.1 大田抗旱性有关性状调查
2.2.3.2 PVC管栽培抗旱性有关性状调查
2.2.3.3 亲本盆栽抗旱性试验性状调查
2.3 亲本多态性检测、群体基因型分析和遗传图谱构建
2.3.1 DNA提取
2.3.2 SSR分析
2.3.3 遗传图谱建立、QTL定位分析、不同群体定位结果比较
2.4 数据统计分析
3 结果与分析
3.1 亲本抗旱性比较
3.1.1 苗期干旱胁迫对两亲本生长发育的影响
3.1.2 两亲本后期耐旱性比较
3.1.3 两亲本生长发育进程与抗旱性的关系
3.1.4 两亲本干旱胁迫下地上部水分分配及叶片保水力变化
3.2 分子标记和连锁图谱
3.2.1 遗传连锁图谱
3.2.2 基因型组成
3.3 水稻后期各抗旱性机制遗传基础研究
3.3.1 逃旱性遗传研究
3.3.1.1 抽穗期性状表现
3.3.1.2 抽穗期QTL定位
3.3.2 水稻后期耐旱性和避旱性(根系性状)遗传研究
3.3.2.1 性状表现
3.3.2.2 性状相关性分析
3.3.2.3 QTL分析
3.3.2.3.1 产量、产量性状QTL在正常和胁迫条件下一致性比较
3.3.2.3.2 地上部耐旱性有关性状QTL分析
3.3.2.3.3 干旱到卷叶的天数、扎根深度等避旱性有关QTL定位
3.3.2.3.4 根粗、根系体积(干重)及根茎比等其它根系性状QTL分析
3.3.2.4 QTL重叠
3.3.2.5 不同作图群体间比较
3.3.3 小结
3.4 大田后期抗旱性QTL定位和抗旱机制分析
3.4.1 群体和亲本各性状表现
3.4.2 抗旱有关指标间相关性分析
3.4.3 抗旱有关指标与根系性状的相关性分析
3.4.4 QTL定位
3.4.5 QTL重叠
3.4.6 小结
3.5 一些形态性状的QTL定位及其与抗旱性的关系
3.5.1 性状表现
3.5.2 各形态性状与抗旱性的相关性分析
3.5.3 QTL定位
3.5.3.1 穗伸出长度
3.5.3.2 剑叶长度和剑叶宽度
3.5.3.3 株高
3.5.4 QTL聚集
3.5.5 小结
4 讨论
4.1 两亲本抗旱性机制分析
4.2 水稻后期主要抗旱机制的遗传基础研究
4.3 水稻后期大田抗旱机制分析
4.4 水稻大田后期抗旱性鉴定和评价
4.5 上位性在水稻后期抗旱性中的作用
4.6 标记偏分离热点及其对QTL定位的可能影响
4.7 QTL的真实性、QTL与环境及QTL的利用
4.8 水稻抗旱性QTL定位的发展方向
参考文献
附图
附录
致谢
发布时间: 2006-12-12