水稻苗期模拟干旱胁迫条件下表型性状QTL定位

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2016.05.006

摘要/Abstract

摘要：

以耐旱性差异较大的两个亲本珍汕97B（ZS97B）和IRAT109构建的重组自交系（RIL）为试验材料,在正常水分条件和干旱胁迫[浓度为18%的聚乙二醇-6000（PEG-6000）模拟干旱]条件对水稻苗期苗高、根长、苗高生长速率、根长苗高比、叶卷曲进行QTL定位分析,共检测到24个相关的QTL,贡献率变幅在7.35%~39.30%。其中正常条件下检测到13个相关的QTL位点,分布在第1、2、3、5、6、10、12染色体上;干旱胁迫条件下检测到11个相关的QTL位点,分布在第1、3、5、7、10、12染色体上。2种条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同处理条件下相关性状的遗传机制不同。此外,在第1染色体上的RM472~RM104存在控制苗高、苗高生长速率、根长、根长苗高比多个性状的QTL,并且此区间在2种处理条件下能重复检测到控制苗高位点。

关键词: 水稻, 苗期, 耐旱, QTL定位, 表型性状

Abstract:

A recombination inbred line (RIL) population with 159 lines derived from Zhengshan97B (ZS97B) and IRAT109 were treated with normal water condition and 18% polyethylene glycol (PEG-6000). Five traits including seedling height, root length, seedling height growth rate, root length seedling height ratio and leaf rolling score were measured and further used for QTL analysis. A total of 24 QTLs were detected and each locus explained 7.35%-39.30% of phenotypic variance.13 QTLs were detected on chromosomes 1, 2, 3, 5, 6, 10 and 12 under normal water condition, while 11 QTLs on chromosomes 1, 3, 5, 7, 10 and 12 under drought stress were detected. The QTLs detected under two treatments showed significant differences, which there was different genetic mechanisms controlling rice phenotypes under two different conditions. Furthermore important QTLs for many seedling traits were detected between RM472 and RM104 on chromosome 1, and this interval contained QTL for seedling height under both two different water conditions simultaneously.

Key words: Rice, At seedling stage, Drought tolerance, QTL mapping, Phenotypic traits

姜雪,马孝松,罗利军,刘鸿艳. 水稻苗期模拟干旱胁迫条件下表型性状QTL定位[J]. 作物杂志, 2016 (5): 31–37

Xue Jiang,Xiaosong Ma,Lijun Luo,Hongyan Liu. QTL Mapping of Phenotypic Traits under Drought Stress Simulated by PEG-6000 in Rice Seedlings[J]. Crops, 2016(5): 31–37

图/表 5

图1

表1

图2

表2

图3

参考文献 24

[1]	何云霞, 郝宪彬, 王利锋 , 等. 水稻抗旱选择导入系产量相关性状分析. 作物杂志, 2009(3):12-15. doi: 10.3969/j.issn.1001-7283.2009.03.004
[2]	姜雪 . 水稻苗期耐旱性基因位点的发掘. 武汉:华中农业大学, 2015. doi: 10.7666/d.Y2803124
[3]	曹启章, 白世枝 . 发展旱稻生产促进节水栽培. 作物杂志, 2002(6):40-42.
[4]	郝树荣, 郭相平, 王为木 , 等. 水稻分蘖期水分胁迫及复水对根系生长的影响. 干旱地区农业研究, 2007,1(25):149-152. doi: 10.3321/j.issn:1000-7601.2007.01.031
[5]	马廷臣, 余蓉蓉, 陈荣军 , 等. PEG-6000模拟干旱对水稻幼苗期根系的影响. 中国生态农业学报, 2010,18(6):1206-1211.
[6]	孙桂芳, 李建君, 杨邵华 , 等. 水稻抗旱性的研究进展. 北方水稻, 2011,41(2):67-70.
[7]	王培, 陈亮, 楼巧君 , 等. 全球水稻分子育种计划亲本的深根特性鉴定. 作物杂志, 2014(4):39-43.
[8]	田又升, 谢宗铭, 王志军 , 等. 水稻种子芽期抗旱性与产量抗旱系数关系分析. 作物杂志, 2014(5):148-153.
[9]	于艳敏, 武洪涛, 张书利 , 等. 水稻品种苗期抗旱性筛选与评价. 中国农学通报, 2015(3):23-28.
[10]	王正贺, 李艳, 马均 , 等. 水稻苗期抗旱性指标的筛选. 作物学报, 2007,33(9):1523-1529.
[11]	刘宇强, 赵宏伟, 王敬国 , 等. 模拟干旱条件下水稻苗期形态性状的QTL定位. 作物杂志, 2013(2):42-48.
[12]	岳兵 . 水稻后期抗旱性遗传基础研究. 武汉:华中农业大学, 2005. doi: 10.7666/d.y1005061
[13]	Yoshida S, Forno D A, Cock J H , et al. Laboratory Manual for Physiological Studies of Rice (2nd edition), The International Rice Research Institute Philippines, 1972: 57-63.
[14]	Turner N C . Further progress in crop water relation. Advances in Agronomy, 1997,58(1):293-339. doi: 10.1016/S0065-2113(08)60258-8
[15]	Liu H Y, Zou G H, Liu G L , et al. Correlation analysis and QTL identification for canopy temperature,leaf water potential and spikelet fertility in rice under contrasting moisture regimes. Chinese Science Bulletin, 2005,50:317-326.
[16]	Liu G L, Mei H W, Yu X Q , et al, Panicle water potential,a physiological trait to identify drought tolerance in rice. Journal of Integrative Plant Biology, 2007,49:1464-1469. doi: 10.1111/j.1672-9072.2007.00551.x
[17]	Zou G H, Liu H Y, Mei H W , et al. Screening for drought resistance of rice recombinant inbred populations in the field. Journal of Integrative Plant Biology, 2007,49:1508-1516. doi: 10.1111/jipb.2007.49.issue-10
[18]	McCouch S R, Cho Y G, Yano M , et al. Report on QTL nomenclature. Rice Genetics Newsletter, 1997,14:11-13.
[19]	姚玉莹 . 水稻核心种质抗倒特性及其主要农艺性状的全基因组关联分析. 武汉:华中农业大学, 2014.
[20]	丁西鹏 . 水稻抗旱相关QTL近等基因系及差异应答基因的筛选和鉴定. 武汉:华中农业大学, 2011.
[21]	孔会利, 刘文俊, 王令强 , 等. 水稻株高QTL Qph1的精细定位. 华中农业大学学报, 2012(31):265-269.
[22]	You J, Qiang L, Bing Y , et al. Identification of quantitative traits loci for ABA sensitivity at seed germination and seedling stages in rice. Acta Genetica Sinica, 2006,33:532-541. doi: 10.1016/S0379-4172(06)60082-6
[23]	沈波, 庄杰云, 樊叶杨 , 等. 不同供水条件下水稻叶绿素含量的QTL分析. 浙江大学学报, 2007,33(4):400-406.
[24]	Courtosis B , McLaren G,Sinha P K,et al.Mapping QTLs associated with drought avoidance in upland rice. Molecular Breeding, 2000,6:55-66. doi: 10.1023/A:1009652326121

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[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]	梁晓宇, 林春雨, 马淑梅, 王洋. 水稻耐盐碱胁迫优异等位变异的发掘[J]. 作物杂志, 2018, (4): 48–52
[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]	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
[9]	崔勇. 稻田水旱轮作的研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (3): 8–14
[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]	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
[12]	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
[13]	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
[14]	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
[15]	赵璐,杨治伟,部丽群,田玲,苏梅,田蕾,张银霞,杨淑琴,李培富. 宁夏和新疆水稻种质资源表型遗传多样性分析及综合评价[J]. 作物杂志, 2018, (1): 25–34

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处理 Treatments	性状Trait	RIL群体RIL population
处理 Treatments	性状Trait	平均值Means	标准差Standard deviation	变异范围Range
正常条件Normal	苗高Plant height(cm)	23.63	4.34	12.44~33.89
	根长Root length(cm)	18.62	2.82	9.85~25.39
模拟干旱Stress	苗高Plant height(cm)	18.62^**	2.85	11.17~24.75
	根长Root length(cm)	12.66^**	2.03	5.24~18.19

条件Conditions	性状Traits	QTL Loci	标记区间Marker Interval	加性效应Add	LOD	贡献率PVE(%)
正常条件Normal	苗高Seedling height	qSH-1	RM472-RM104	0.93	8.77	34.31
		qSH-3	RM16-RM426	0.72	3.36	17.74
		qSH-5-1	RM163-RM459	-0.55	4.05	10.34
		qSH-5-2	RM459-RM161	-0.68	6.73	17.16
	最大根长Maximum root length	qRL-1-1	RM302-RM476B	0.65	3.59	10.36
		qRL-1-2	RM476B-RM315	0.61	3.91	10.70
		qRL-12	RM247-RM512	0.75	3.99	14.63
	苗高生长速率Seedling height growth rate	qGRSH-1	RM472-RM104	0.13	5.43	21.16
		qGRSH-2	RM526-RM525	0.10	4.41	12.74
	根长苗高比Root length seedling height ratio	qRS-3-1	RM231-RM489	0.05	3.11	7.35
		qRS-3-2	RM489-RM545	0.05	3.24	8.75
		qRS-6	RM528-RM30	0.06	3.63	8.75
		qRS-10	RM222-RM216	-0.07	5.29	14.36
胁迫处理Stress	苗高Seedling height	qSH-1	RM472-RM104	1.96	9.59	39.30
		qSH-5-1	RM163-RM459	-0.92	4.38	11.41
		qSH-5-2	RM459-RM161	-0.89	4.03	9.87
		qSH-10	RM222-RM216	1.05	4.93	12.74
	最大根长Maximum root length	qRL-1-3	RM472-RM104	0.85	3.37	9.08
		qRL-7	RM18-RM478	0.75	4.06	10.89
		qRL-12	RM415-RM4A	0.95	4.12	20.27
	根长苗高比Root length seedling height ratio	qRS-1	RM472-RM104	-0.06	7.43	20.00
		qRS-3-3	RM16-RM426	-0.07	3.22	19.53
		qRS-7	RM478-RM134	0.05	4.13	10.38
	叶卷曲Leaf rolling score	qLRS-1	RM302-RM476B	-0.95	3.06	10.74