水稻纹枯病抗性及耐盐性的鉴定与全基因组关联分析

发布时间：2020-08-06 07:38

【摘要】：水稻是我国最重要的粮食作物,随着人口数量的不断增加,我国对稻米的需求量持续上升。由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kuhn)引起的纹枯病是影响水稻高产、稳产的最重要病害之一,培育抗纹枯病水稻新品种是减轻产量损失最经济有效的方法。另外,针对我国大面积的沿海滩涂资源,培育和推广耐盐性水稻品种将是增加我国水稻产量的一个重要途径。水稻的纹枯病抗性和耐盐性均是受多基因控制的数量性状,筛选和鉴定抗纹枯病和耐盐性新品种和新基因,具有十分重要的意义。本研究以国内外引进的两个自然品种群体(国内水稻品种为主的群体I和不同国家水稻品种组成的群体II)为材料,分别筛选抗纹枯病和耐盐水稻新种质;同时,结合各品种的高密度SNP基因型信息,开展抗纹枯病、部分农艺性状及耐盐性全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS),发掘新的基因/QTL,服务于分子育种实践。主要结果如下:1.测量了群体I中175个品种的各农艺性状,分析认为此品种群体具有一定的遗传多样性;进一步通过重测序,筛选获得约20万个有效的SNP标记,在基因组中的平均间距为1.85Kb。通过全基因组关联分析,在群体I中分别检测到131个与穗长、131个与粒长、5个与粒宽、170个与籽粒长宽比、73个与株高及257个与抽穗期显著关联的SNP标记;结合各标记的分布区域,认为分别存在12、5、1、11、8和11个与各性状相关的QTL,其中不少QTL区域或附近存在一些已克隆的相关性状的QTL或基因,也发现了一些新的控制相关农艺性状的QTL。2.利用田间接种和离体茎秆接种两种抗纹枯病鉴定方法,评价了群体I中175个品种及3个抗性水平已知的对照品种对纹枯病的抗病表型,两种方法均可有效的区分抗、感对照品种。在此基础上分别筛选到5个在田间鉴定中、8个在离体鉴定中纹枯病抗性较好的新种质,其中两种方法均筛选到的抗病种质为赣农3425和鄂晚5号。通过全基因组关联分析,检测到107个与田间病级、70个与病斑长度、54个与相对病斑长度显著关联的SNP标记;根据各标记的位置分布区域,认为分别存在11、6和11个与纹枯病抗性相关的QTL,其中22个QTL与已报道的抗纹枯病数量性状基因如qSB-11LE、qSB-2YSB、qSB-9TQ位于相同或相近区域,其余6个为新发现的抗纹枯病QTL。3.对群体II中的229个品种及5个对照品种分别于孕穗期进行盐处理。从中筛选到4份耐盐性较好的水稻新种质(BR24、Palmyra、Eh Ia Chiu和Taducan),其在盐处理后的相对穗长和相对结实率均高于耐盐对照品种的相应数值,叶片Na+相对含量与三份耐盐对照基本一致。通过全基因组关联分析,分别检测到60个与Na+含量、123个与K+含量、15个与钠钾比显著关联的SNP标记;结合各标记分布的区域,认为分别存在15、20和3个耐盐相关QTL,其中6个与已报道的QTL或基因如OsFH1、WAK32、VDAC2等位于相同或相近区域,其余32个为新发现的耐盐性QTL。以上结果为进一步开展水稻抗纹枯病和耐盐性基因的挖掘和分子育种提供了新的遗传信息和种质资源,具有一定的理论价值和实际意义。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.111.42
【图文】：

２．３．３离体茎轩纹}r菌接峨定方法与歐标准逡逑为了解决生育期差异大的自然品种群体在田间接种鉴定中效果不好的问题，本实验室逡逑创新了一种水稻离体茎秆纹枯病菌接种鉴定方法（图２－１），具体步骤如下：逡逑

三、结果分析逡逑３．１群体Ｉ的主要农艺性状表型分析逡逑对群体Ｉ中各品种的部分农艺性状进行测定。图３－１显示：群体中株高绝大部分在逡逑９４－１２２ｃｍ之中，剑叶长度大多数分布在３５ｃｍ－５７ｃｍ之间，有效穗数大多数集中在７－１４逡逑个之间，穗长集中分布在２０－２８ｃｍ之间，千粒重集中分布在１９－２７克，粒长集中分布在逡逑６ｍｍ－９ｍｍ之间，粒宽分布比较分散。总体而言，大多数性状的品种频率分布为偏态分布，逡逑且除了粒宽，其余７个性状值的分布均存在一定程度的集中分布特点，这可能与本研究选逡逑育的品种其均是当地近年或曾经主推的品种、而较少为地方品种或特异种质有关；但是，逡逑各性状中也均存在一定量的极端分布类型材料，表明所用的品种群体也具有明显的遗传多逡逑样性。逡逑４０邋厂逦４０「逦４０「逦４０「逡逑｜邋＾：邋：逦ｒＶｌ逦３：：邋ｉｉＡ逦”邋．逦３５邋．逡逑？邋Ｉ邋ｓ．逦２５邋ｒ逦３０邋■逦ｉＬ逦３０邋■逦，．２５逡逑１１５

ＰＣ１逦ＰＣ２逡逑图３－３引进水稻资源材料主成分分析图逡逑注：图中Ａ为对本群体种三个主成分同时进行分析获得的三维立体分析图，Ｂ、Ｃ、Ｄ分别为两两之逡逑间进行的主成分分析图。Ｂ、Ｃ图中左侧相对分散的区域表示籼稻群体的分布情况，右侧相对聚集在逡逑一起的区域为粳稻区域，中间少数分散的点表示混合群体。逡逑

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本文编号：2782064