作物杂志,2018, 第4期: 48–52 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.04.009

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

水稻耐盐碱胁迫优异等位变异的发掘

梁晓宇,林春雨,马淑梅,王洋   

  1. 黑龙江大学农业资源与环境学院,150080,黑龙江哈尔滨
  • 收稿日期:2018-03-19 修回日期:2018-07-10 出版日期:2018-08-15 发布日期:2018-08-23
  • 作者简介:梁晓宇,硕士,研究方向植物病理学
  • 基金资助:
    黑龙江省科技厅自然科学基金(C201009);国家级大学生创新项目(2015102121012)

Mining Elite Alleles for Germination Ability in Rice (Oryza sativa L.) under Salt and Alkaline Stress

Liang Xiaoyu,Lin Chunyu,Ma Shumei,Wang Yang   

  1. Department of Agricultural Resource and Environment, Heilongjiang University, Harbin 150080, Helongjiang, China
  • Received:2018-03-19 Revised:2018-07-10 Online:2018-08-15 Published:2018-08-23

摘要:

本研究以281个水稻品种构成的自然群体为试验材料,调查了盐、碱胁迫下水稻种子萌发能力相关性状,选择260对SSR标记对基因组进行扫描,采用Structure软件进行群体分析,利用GLM(General Linear Model)方法对标记与幼苗耐盐碱能力进行关联分析;并以试验材料表型均值为对照,鉴别出携带优异等位变异及载体材料。检测到15个与盐胁迫下种子萌发能力关联的SSR位点,其中第10条染色体上分别与标记RM184和RM171连锁位点的贡献率较大,达到29.51%和31.67%,优异等位变异RM184-211表型效应值最大为0.31,载体材料为‘滇屯502选早’。检测到与碱胁迫下种子萌发能力相关联的20个SSR位点,其中第3染色体与RM168和第4染色体与RM6314连锁位点的贡献率较大,分别达到39.17%和50.02%,优异等位变异RM6314-179表型效应值最大为0.58,载体材料为‘越6(N202)’。

关键词: 水稻, 盐胁迫, 碱胁迫, 萌发能力, 优异等位变异

Abstract:

The genotyping data of 260 SSR markers on representative 281 varieties were used in this study and the index of germination under salt and alkaline stress were surveyed. The association analysis between SSR loci and the index of germination under salt and alkaline stress was performed using GLM software in the version of Tassel 2.0. Elite alleles and their carriedmaterials were determined on the average phenotypic value of all accessions.Out of 15 SSR loci associated with the index of germination under salt stress, RM184 and RM171 had the highest contribution rate 29.51% and 31.67%, respectively. The RM184-211 in variety of 'Diantun 502 xuanzao' had the highest positive phenotypic effect (0.31). Out of 20 SSR loci associated with the index of germination under alkaline stress, RM168 and RM6314 had the highest contribution rate 39.17% and 50.02%, respectively. The RM6314-179 in variety of 'Yue 6(N202)' had the highest positive phenotypic effect (0.58).

Key words: Rice (Oryza sativa L.), Salt stress, Alkaline stress, Germination ability, Elite allele

表1

不同K值条件下的lnP(D)平均值和ΔK值"

K 2 3 4 5 6 7 8
lnP(D) -81360.3 -69464.2 -60659.4 -53147.1 -49199.0 -42724.4 -38217.2
ΔK 54.10 29.08 47.73 32.46 92.17 22.64 22.04

表2

与水稻耐盐指数相关的标记位点及对表型变异的贡献率"

标记
Marker
染色体
Chromosome
遗传距离
Genetic distance
贡献率(%)
Contribution rate
标记
Marker
染色体
Chromosome
遗传距离
Genetic distance
贡献率(%)
Contribution rate
RM1358 2 48 6.49 RM72 8 61 17.82
RM3467 3 28 17.92 RM3600 9 63 18.87
RM338 3 62 7.96 RM410 9 79 9.92
RM7403 3 82 15.86 RM184 10 42 29.51
RM5951 4 56 13.56 RM258 10 49 16.39
RM142 4 60 26.71 RM5352 10 71 3.66
RM3170 6 29 15.84 RM171 10 73 31.67
RM3138 6 111 18.05

表3

与水稻耐碱指数相关的标记位点及对表型变异的贡献率"

标记
Marker
染色体
Chromosome
遗传距离
Genetic distance
贡献率(%)
Contribution rate
标记
Marker
染色体
Chromosome
遗传距离
Genetic distance
贡献率(%)
Contribution rate
RM8059 1 61 19.24 RM7579 6 85 9.67
RM9 1 92 13.37 RM5380 7 67 16.28
RM486 1 154 9.87 RM25 8 52 16.38
RM7 3 37 14.56 RM524 9 43 34.94
RM232 3 77 13.43 RM3533 9 65 13.39
RM168 3 123 39.17 RM184 10 42 22.61
RM16 3 132 7.24 RM1125 10 47 23.04
RM6314 4 42 50.02 RM6100 10 54 4.47
RM471 4 54 18.61 RM6327 11 2 44.90
RM161 5 97 25.43 RM6544 11 20 2.70

表4

与SSR标记关联的优异耐盐等位变异及载体材料"

位点-等位变异
Locus-allele
表型效应值
Phenotypic effect value
载体品种
Carried variety
位点-等位变异
Locus-allele
表型效应值
Phenotypic effect value
载体品种
Carried variety
RM1358-152 0.16 越76(7133) RM184-211 0.31 滇屯502选早
RM3467-89 0.28 聚子光 RM258-149 0.28 越7(TBR1)
RM3467-121 0.28 补血糯 RM5951-57 0.24 垦稻12
RM3467-127 0.28 香珠糯 RM142-206 0.26 南农粳3786
RM338-177 0.17 越18(AYTO1-D12) RM142-238 0.26 龙沟种
RM7403-248 0.06 帽子头 RM3170-180 0.29 滇屯502选早
RM3138-95 0.27 越33(8603) RM3600-96 0.27 三百粒头
RM72-157 0.27 越6(N202) RM5352-130 0.08 南农粳62401
RM410-177 0.10 千斤稻 RM171-280 0.17 帽子头

表5

与SSR标记关联的优异耐碱等位变异及载体材料"

位点-等位变异
Locus-allele
表型效应值
Phenotypic effect value
载体品种
Carried variety
位点-等位变异
Locus-allele
表型效应值
Phenotypic effect value
载体品种
Carried variety
RM8095-109 0.51 越21(94-3-1) RM6544-145 0.29 越21(94-3-1)
RM9-218 0.51 越49(AC5) RM168-83 0.51 越37(2)
RM486-114 0.49 越23(LCV10) RM16-178 0.51 越108(73)
RM7-180 0.36 南农粳62401 RM6314-179 0.58 越6(N202)
RM233-145 0.52 越21(94-3-1) RM25-160 0.52 越61(D19)
RM471-116 0.46 越57(254) RM5380-129 0.56 越50(KHAO 85)
RM161-320 0.50 昆农8号 RM524-204 0.48 越87(69)
RM7579-72 0.40 越57(254) RM3533-223 0.51 越48(D6)
RM184-211 0.39 南农粳62401 RM6100-120 0.40 越54(B0T1)
RM1125-99 0.53 越38(70) RM6327-172 0.44 越21(94-3-1)
[1] Wang Z, Wang J, Bao Y , et al. Quantitative trait loci controlling rice seed germination under salt stress. Euphytica, 2011,178(3):297-307.
doi: 10.1007/s10681-010-0287-8
[2] Kim D M, Ju H G, Kwon T R , et al. Mapping QTLs for salt tolerance in an introgression line population between Japonica cultivars in rice. Journal of Crop Science and Biotechnology, 2009,12(3):121-128.
doi: 10.1007/s12892-009-0108-6
[3] Chai L, Zhang J, Pan X B , et al. Advanced backcross QTL analysis for the whole plant growth duration salt tolerance in rice (Oryza sativa L.). Journal of Integrative Agriculture, 2014,13(8):1609-1620.
doi: 10.1016/S2095-3119(13)60575-4
[4] 顾兴友, 梅曼彤, 严小龙 , 等. 水稻耐盐性数量性状位点的初步检测. 中国水稻科学, 2000,14(2):2-7.
[5] Sabouri H, Rezai A M, Moumeni A , et al. QTLs mapping of physiological traits related to salt tolerance in young rice seedlings. Biologia Plantarum, 2009,53(4):657-662.
doi: 10.1007/s10535-009-0119-7
[6] Thomson M J, Ocampo M, Egdane J , et al. Characterizing the saltol quantitative trait locus for salinity tolerance in rice. Rice, 2010,3(2/3):148-160.
doi: 10.1007/s12284-010-9053-8
[7] 邢军, 常汇琳, 王敬国 , 等. 盐、碱胁迫条件下粳稻Na+、K+浓度的QTL分析 . 中国农业科学, 2015,48(3):604-612.
[8] 龚继明, 何平, 钱前 , 等. 水稻耐盐性QTL的定位. 科学通报, 1998,43(17):1847-1850.
[9] 钱益亮, 王辉, 陈满元 , 等. 利用BC2F3产量选择导入系定位水稻耐盐QTL. 分子植物育种, 2009,7(2):224-232.
[10] 杨小红, 严建兵, 郑艳萍 , 等. 植物数量性状关联分析研究进展. 作物学报, 2007,33(4):523-530.
doi: 10.3321/j.issn:0496-3490.2007.04.001
[11] Ju W, Phillip E M, Rian L , et al. Association mapping of iron deciency chlorosisloci in soybean (Glycine max L. Merr.) advanced breeding lines. Theoretical & Applied Genetics, 2008,116:777-787.
[12] Sherry A F, Anne C T, Jiang Y , et al. Maize association population:a high-resolution platform for quantitative trait locus dissection. Plant Journal, 2005,44:1054-1064.
doi: 10.1111/tpj.2005.44.issue-6
[13] March R E . Gene mapping by linkage and association analysis. Molecular Biotechnology, 1999,13:113-122.
doi: 10.1385/MB:13:2:113 pmid: 10934526
[14] Zhang N, Xu Y, Akash M , et al. Identification of candidate markers associated with agronomic traits in rice using discriminant analysis. Theoretical & Applied Genetics, 2005,110:721-729.
[15] 王洋, 郭媛, 洪德林 . 太湖流域粳稻两类群体种子活力性状有利等位变异的发掘. 作物学报, 2010,36(5):754-763.
[16] 张军, 赵团结, 盖钧镒 . 中国大豆育成品种群体遗传结构分化和亚群特异性分析. 中国农业科学, 2009,42(6):1901-1910.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2009.06.004
[17] 王洋, 郭媛, 洪德林 . 水稻幼苗耐缺氧能力的QTL分析. 中国水稻科学, 2010,24(1):18-24.
doi: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.01.04
[18] Temnykh S, Park W D, McCouch S R . Mapping and genome organization of microsatellite sequence in rice (Oryza sativa L.). Theoretical & Applied Genetics, 2000,100:697-712.
doi: 10.1007/s001220051342
[19] McCouch S R, Teytelman L, Xu Y . Development and mapping of 2240 new SSR markers for rice (Oryza sativa L.). DNA Research, 2002,9:199-207.
doi: 10.1093/dnares/9.6.199
[20] 陈兰, 张红, 张启武 , 等. 水稻6个异交相关性状的SSR关联分析. 南京农业大学学报, 2012,35(2):1-9.
[1] 姬生栋 栗 鹏 李江伟 宋刘敏 刘苗苗 高狂龙 尹海庆. 水稻株系与亲本间灌浆期POD 酶谱及遗传效应分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 17–20
[2] 马孟莉 郑 云 周晓梅 张婷婷 张晓倩 卢丙越. 云南哈尼梯田红米地方品种遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 21–26
[3] 陈瑛瑛 王徐艺凌 朱宇涵 武 威 刘 涛 孙成明. 水稻穗部氮素含量高光谱估测研究[J]. 作物杂志, 2018, (5): 116–120
[4] 隋阳辉, 高继平 刘彩虹, 徐正进 王延波 赵海岩. 东北冷凉地区秸秆还田方式对水稻#br# 光合、干物质积累及氮素吸收的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 137–143
[5] 方婧雯,邬燕,刘志华. 盐胁迫对罗布麻种子萌发及生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 167–174
[6] 章星传, 黄文轩, 朱宽宇, 王志琴, 杨建昌. 施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 69–78
[7] 曾波. 近30年来我国水稻主要品种更新换代历程浅析[J]. 作物杂志, 2018, (3): 1–7
[8] 张凯伦,陈寿明,殷红,李斌,谢良文,贺帆. 外源一氧化氮对盐胁迫下烟草幼苗生理及抗氧化性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 123–128
[9] 张莉,李赞堂,王士银,麻艳超,东方阳,李学勇,徐江. 水稻氮素吸收低效型突变体osnad1的生理和遗传分析[J]. 作物杂志, 2018, (3): 68–76
[10] 唐志强,董立强,李睿,张丽颖,何娜,李跃东. 氮素与土壤类型对水稻秧苗素质及养分吸收的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 141–147
[11] 赫臣,郑桂萍,赵海成,陈立强,李红宇,吕艳东,宋江. 增施腐殖酸及减量施肥对盐碱地水稻穗部性状与产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 129–134
[12] 崔勇. 稻田水旱轮作的研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (3): 8–14
[13] 曾波,孙世贤,王洁. 我国水稻主要品种近30年来审定及推广应用概况[J]. 作物杂志, 2018, (2): 1–5
[14] 曲歌,陈争光,王雪. 基于近红外光谱与SIMCA和PLS-DA的水稻品种鉴别[J]. 作物杂志, 2018, (2): 166–170
[15] 袁珍贵,陈平平,郭莉莉,屠乃美,易镇邪. 土壤镉含量影响水稻产量与稻穗镉累积分配的品种间差异[J]. 作物杂志, 2018, (1): 107–112
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .