水稻耐穗发芽种质资源鉴定及耐穗发芽性状的QTL定位

发布时间：2020-04-18 03:15

【摘要】：水稻是我国重要的粮食作物,其产量和品质与人民的生活水平息息相关。水稻穗发芽是种子在收获前遇到多日阴雨天气或高温潮湿环境条件时在母体植株上发芽的现象,直接影响水稻产量、稻米品质、稻谷贮藏和种用价值,受到育种工作者和农业生产者的广泛关注。影响水稻穗发芽的因素众多,除了种子本身的休眠水平、内源激素、种子含水量等内部因素外,还有温度、湿度、光照等环境因素,众多的影响因素为穗发芽研究带来了一定的困难。不同品种的穗发芽表型具有丰富的变异,筛选出极端耐穗发芽品种,有助于培育出耐穗发芽品种,为水稻耐穗发芽遗传研究提供种质资源基础。本研究工作包括两部分,一是通过评价常规晚粳稻品种(系)的穗发芽情况,利用可评价穗发芽程度的指标,筛选耐穗发芽种质用于后续的育种和分子机制研究;二是对日本晴X桂引206的F2分离群体构建遗传连锁图谱,进行穗发芽相关QTL定位,以期寻找耐穗发芽相关基因,为探究穗发芽的遗传机制提供参考。取得了如下结果:1.在海南对161个晚粳稻品种(系)进行耐穗发芽初筛,从中选取67个品种(系)在杭州种植做进一步鉴定。对三个抽穗时期类型的67个晚粳稻品种(系)在抽穗后20 d、30d、40d和60 d四个不同灌浆时间(取样时间)的水稻品种(系)穗发芽情况进行分析,发现抽穗期越早,抽穗后20 d、30 d和40 d的平均穗发芽率越高。但抽穗后60 d平均穗发芽率则与之相反,即抽穗期越晚,穗发芽率越高。同一抽穗时期,抽穗后20 d、30 d、40 d和60 d的平均穗发芽率逐渐升高。通过相关性分析发现抽穗后30 d、40 d、60 d的穗发芽率、谷粒发芽率和海南对应品种(系)穗发芽率这5个指标之间有较高相关性,能更好地反映不同品种(系)穗发芽的差异,可以作为耐穗发芽种质筛选的参考标准。通过这5个指标对67个品种(系)进行穗发芽抗性分析排名,发现春江162、中粳6号、绍粳15-28、绍粳18、ZH13-96、R1133这6个品种(系)耐穗发芽较好,嘉14-85、ZH13-15、春江157、加11-55、绍糯14-40、绍糯03-27这6个品种(系)较易穗发芽,这些品种(系)可用于后续分子育种和穗发芽机制研究工作。2.对日本晴X桂引206的F2分离群体94个单株和双亲的穗发芽率测定,结果发现亲本日本晴穗发芽率较高,亲本桂引206的穗芽率较低,30℃培养下第7 d的平均发芽率分别为21.69%和2.05%,94 个F2单株30℃培养下第7 d的发芽率呈现连续分布,并表现出较大的双向超亲分离,具有数量性状遗传的特点。其中发芽率最高可达43.24%,最低是0%。利用本实验室保存的均匀分布于12条染色体的101个SSR标记对F2分离群体进行基因型分析,各标记间平均遗传距离为18.2cM。结合F2分离群体的表型和基因型数据,利用QTLIciMapping软件共检测到4个与穗发芽相关的QTL(qPHS2、qPHS4、qPHS5和qPHS12),分别位于第2、第4、第5和第12染色体上。QTL的贡献率在3.96%～58.19%之间,其中qPHS12的贡献率较大。位于第4染色体上的QTL位点来自亲本日本晴,位于第2、第5和第12染色体上的QTL位点来自桂引206,为后续基因精细定位和克隆奠定了基础。
【图文】：

谷粒,发芽率

２．邋２．邋３谷粒发芽率逡逑将抽穗后４０邋ｄ收获的穗子进行脱粒，观察统计６７个浙江省晚粳水稻品种逡逑（系）的谷粒发芽率。研究结果发现（图２．１），所有品种（系）的平均谷粒发逡逑芽率为１５．４９％，有８个品种（系）的发芽率为０％，最尚为品种（系）ＺＨ１３－１５逡逑的８４．４４％。大部分水稻品种（系）的谷粒发芽率分布在０？２０％之间，共计５０逡逑个品种（系），约占总品种（系）量的四分之三。逡逑ＩＥ邋Ｉ逡逑０－１０逦１邋０－２０逦２０－３０逦３０－４０逦４０－５０逦＞５０逡逑谷粒发芽率（％）逡逑图２．１谷粒发芽率结果逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｒｅｓｕｌｔｓ邋ｏｆ邋ｇｒａｉｎ邋ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ邋ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ逡逑对谷粒发芽率和抽穗后４０邋ｄ穗发芽率进行了相关性分析（表２．８），发现三逡逑个抽穗期类型抽穗时期的谷粒发芽率与抽穗后４０邋ｄ穗发芽率都成显著性相关，逡逑相关系数分别为０．８８４、０．７２４、０．８１７，呈极显著正相关，说明说明谷粒发芽率可逡逑以作为耐穗发芽种质筛选的参考标准。。逡逑表２．８谷粒发芽率和整穗发芽率相关性逡逑Ｔａｂｌｅ邋２．８邋Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｇｒａｉｎ邋ｇ

糙米,发芽率

２．邋２．邋４糙米发芽率逡逑糙米发芽率在一定程度上反映了去除种皮抑制后的种子萌发情况，对抽穗后逡逑４０邋ｄ收获的种子手工剥去颖壳，糙米发芽率结果如图２．２所示，平均糙米发芽率逡逑为４９．２６％，最小值为春江１６２的７．７８％，最大值为春江１５７的８６．６７％。大部分逡逑品种（系）的糙米发芽率集中在２０？８０％之间，并且分布比较均匀。逡逑ｉ：Ｌ￣邋Ｉ！邋ＩＩ逡逑０－１０逦１０－２０逦２０－３０逦３０－４０逦４０－５０逦５０－６０逦６０－７０逦７０－８０逦８０－９０逡逑糙米发芽率（％）逡逑图２．２糙米发芽率结果逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋Ｒｅｓｕｌｔｓ邋ｏｆ邋ｂｒｏｗｎ邋ｒｉｃｅ邋ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ逡逑通过对糙米发芽率与三个抽穗期类型品种（系）的穗发芽率做相关性分析（表逡逑２．９）发现，第１类抽穗期晚粳品种（系）的糙米发芽率与抽穗后４０邋ｄ、６０邋ｄ穗逡逑发芽率的相关性分别为０．５９０和０．４９９，达到显著水平。第２类抽穗期晚粳品种逡逑（系）糙米发芽率只和抽穗后６０邋ｄ穗发芽率呈显著性相关，相关系数为０．３３１，逡逑在０．０５水平上显著。而第３类抽穗期晚粳品种（系）的糙米发芽率和穗发芽率逡逑没有显著相关性。所有品种（系）的糙米发芽率只和６０邋ｄ穗发芽率呈显著正相逡逑关，和同一取样时期的抽穗后４０邋ｄ穗发芽率没有表现出明显相关性，其原因可逡逑能为种皮抑制作用大于其他不同灌浆时间种子内部成熟度对穗发芽的影响
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511

【参考文献】