水稻雨養(yǎng)低地條件下的產(chǎn)量、耐旱性和黃斑病抗性的同步改良及其遺傳解析.pdf

1、通過育種改良多重性狀是雨養(yǎng)低地生態(tài)系統(tǒng)(Lowland)下持續(xù)提高水稻產(chǎn)量最為可行的選擇之一。中國農(nóng)業(yè)科學院水稻分子育種與分子遺傳實驗室與國際水稻研究所聯(lián)合開展穿梭育種項目培育新的廣適性材料，希望打破目前雨養(yǎng)低地生態(tài)系統(tǒng)下的水稻產(chǎn)量瓶頸。這個計劃利用多個供體親本和大規(guī)?；亟粚氲姆椒▽⑿禄驅雰?yōu)異骨干品種，可以得到大量具備產(chǎn)量潛力的育種群體，用于評價多種生物和非生物脅迫抗性。
　　本研究對5個抗草稻1號(WTR1)的BC1F3導

2、入系群體評價了其在雨養(yǎng)低地生態(tài)系統(tǒng)下的適應性。主要目標性狀是高產(chǎn)、耐旱和黃斑病毒(RYMV)抗性;在灌溉和脅迫條件下均以籽粒產(chǎn)量作為選擇的重要指標。通過大田間的干旱脅迫和灌溉條件，共篩選到65個入選株系表現(xiàn)抗RYMV并且比輪回親本表現(xiàn)高產(chǎn)，其中包括干旱條件下34個，灌溉條件下31個。入選株系的后代測驗在巴加莫約（BM，坦桑尼亞）、北京（BJ，旱棚）和海南（HN，雨養(yǎng)低地）三個地點進行:其中，在BM的RYMV抗性后代鑒定采用苗期人工接種致

3、病性最強的S4菌株來進行;在BM、BJ和HN都考察了大田灌溉和干旱脅迫條件下的產(chǎn)量組分?？紤]到環(huán)境因素，研究采用相對嚴格的選擇標準，即超過輪回親本（而不是產(chǎn)量相對較低的當?shù)貙φ眨?％來作為篩選閾值。研究還對這些WTR1選擇導入系中所包含的在多種脅迫下控制黃斑病抗性、耐旱性和高產(chǎn)的基因/QTL進行了遺傳解析。
　　在65個導入系中，共有35個(53.8％)的株系在人工接種試驗中表現(xiàn)抗（12個株系）或者中抗（23個株系）。通過特異的分

4、子標記檢測發(fā)現(xiàn)，導入系群體中的抗性和中抗的株系里面各有20％和12.5％與已知的rymv1-2抗黃斑病等位基因相關。本研究在1號染色體長臂遠端(36380096-40051014bp)之間，檢測到一個主效位點qDfs1-5，該位點與抗黃斑病QTL和已知來自非洲栽培稻并已經(jīng)喪失抗性的主基因RYMV2定位在同一個區(qū)間，是一個來自亞洲栽培稻的新等位基因。此外，還定位到一個新的位點qDfs1-4。
　　在產(chǎn)量性狀方面，兩種處理條件下共篩選

5、到29個導入系比輪回親本增產(chǎn)，其中7個株系的三個目標性狀（高產(chǎn)、耐旱和黃斑病抗性）均得到改良，14個株系提高了其中兩個目標性狀，包括:耐旱和高產(chǎn)5個，高產(chǎn)和RYMV抗性6個，耐旱和RYMV抗性3個，另外，各有4個株系只高產(chǎn)、4個株系只耐旱。除干旱脅迫下的分蘗數(shù)外，WTR1導入系群體的產(chǎn)量構成性狀在各種處理條件下的變異非常大。這種變異主要來自環(huán)境和基因型差異，以及環(huán)境和基因型之間的互作。全基因組關聯(lián)分析表明在各種處理、環(huán)境和季節(jié)下一些重要

6、的SNP位點都與產(chǎn)量構成性狀顯著相關;其中，有24個重要SNP在多個環(huán)境下檢測到與2個或更多產(chǎn)量構成因子具有顯著相關。RYMV抗性與產(chǎn)量性狀間檢測到比較明顯的遺傳重疊(GO)。主效QTL qDfs1-5附近有不少控制水稻產(chǎn)量組分的QTL。本研究我們還檢測到9個GO區(qū)段，其中包含了黃斑病抗性和高產(chǎn)的QTL，其中4個GO區(qū)段包含干旱條件下的產(chǎn)量QTL。本研究WTR1導入系的產(chǎn)量構成性狀具有顯著的變異，可以用于進一步的育種利用;所定位到底控制