论文部分内容阅读
本研究利用水稻两系骨干亲本,测序品种9311(籼稻)为受体亲本,日本晴(Nipponbare,粳稻)为供体亲本构建的92个单片段代换系(SSSLs),对水稻耐冷性、耐旱性、稻瘟病和稻曲病抗性进行了分析,并进行了耐(抗)逆基因(QTL)鉴定和育种利用研究,结果如下:1、在芽期和苗期对SSSLs和亲本分别进行4℃和13℃/7℃(白天/晚上)低温处理,以处理后的芽期恢复成活率和苗期卷叶程度作为耐冷性评价指标。结果表明,日本晴芽期和苗期耐冷性极显著强于9311,不同SSSLs芽期和苗期耐冷性存在极显著差异,有4个代换系芽期耐冷性较强(SSR%>70.00%),6个代换系苗期耐冷性(NLR%>60.00%)较强,粳稻耐冷基因的导入增强了9311耐冷性。芽期和苗期耐冷性均较好的代换系X724和X733较好地保持了9311的农艺性状,产量等性状GCA优于9311,所配组合比对照增产2.58%-9.42%。鉴定出17个芽期耐冷QTL和5个苗期耐冷QTL,分布于12条染色体上的20个代换片段中,第12染色体的RM519和RM17区域同时检测出芽期和苗期耐冷QTL;芽期耐冷QTL qCTP9、qCTP11.2、 qCTP12.1和苗期耐冷QTL qCTS1.1、qCTSl.2具有较大加性效应,为主效耐冷QTL,对应代换系耐冷性较强。2、利用田间直接鉴定法对SSSLs和亲本进行耐旱性鉴定,在干旱胁迫下,SSSLs及亲本的株高、穗粒数、有效穗、结实率、千粒重和单株产量显著下降,生育期显著延长,但不同SSSLs受影响程度不同。以结实率和单株产量作为耐旱性筛选指标,有25个SSSLs耐旱性强于受体亲本9311,耐旱株系X699、X705和X707综合农艺性状优良,且产量相关性状GCA优于对照,可作为耐旱亲本应用于耐旱两系杂交水稻选育。共检测出47个干旱条件下农艺性状QTL和31个与各性状耐旱性相关的QTL,分别定位于水稻12条染色体上的30个染色体区域。耐旱QTL qRPN4、qRPN5、 qRPN12.1qRSSR9和6个产量耐旱QTL为主效耐旱QTL位点。此外,第4染色体的RM16792-RM185区域,第5染色体RM421-RM31区域,第6染色体RM141区域,第9染色体RM410-RM201区域,第12染色体RM1261-RM519区域存在多个性状耐旱QTL,这些成蔟在同一区域的多个QTLs,可能是一因多效或紧密连锁的基因效应。3、采用田间自然诱发鉴定的方法,在四川省稻瘟病和稻曲病常发区,对SSSLs和亲本进行抗病性鉴定。结果表明,供体亲本日本晴稻瘟病和稻曲病抗性均优于受体亲本9311。不同SSSL对稻瘟病和稻曲病的抗性不同,有3个代换系在两个鉴定点表现出较强的稻瘟病抗性,同一材料在两个试验点稻瘟病鉴定结果具有相对一致性(r=0.325**)。有7个代换系稻曲病抗性较强(病穗率均为0)。抗稻瘟病株系X565,抗稻曲病株系X723综合农艺性状优良,所配组合表现出较强的杂种优势,可作为优良的抗病杂交稻亲本用于抗病品种选育。以病穗率为抗性表型值,共检测出11个稻瘟病抗性QTL和8个稻曲病抗性QTL,分别位于除第6、10、11染色体外的9条染色体上。其中,稻瘟病抗性位点qBR1.3和qBR5同时在两个鉴定点被检测到,稳定性较强,加性效应较大,为主效QTL位点。稻曲病抗性QTL qFSR2与稻瘟病抗性QTL qBR2.1位同一代换系的相同代换片段中,且均为负效应位点,代换系同时具有较强的稻曲病和稻瘟病抗性增强,对应代换系稻瘟病和稻曲病病穗率分别为14.59%和0,比对照9311极显著降低,为多抗位点;qFSR9.1和qBR9也同时存在于同一代换系的同一代换片段中,但效应方向相反,代换系稻曲病病穗率较对照9311增加150.94%,稻瘟病病穗率降低89.32%。