水稻不同品种抗旱机理和相关农艺性状QTL干旱特异表达研究

论文摘要

水稻是我国最主要的粮食作物,同时又是耗水最多的农作物,越来越受到干旱缺水的制约和困扰。开展水稻抗旱节水研究,具有重大意义。水稻生产以取得高额经济产量为目标,研究其抗旱节水,应着眼于在水分胁迫条件下植物体能保持高水势的水分状态,实现抗旱增产。水稻在遭遇干旱胁迫时保持高水势水分状态的机理主要有:一是限制和减少体内水分丢失,主要在叶片,二是维持水分供应和更多的吸水,主要在根系。有关水稻叶片卷曲对抗旱性的作用,国外虽有一些报道,但结果不尽一致,而国内很少有过研究;有关根系穿透力对水稻抗旱性的作用,近年来在国外受到了广泛关注,而国内尚未见有报道。以各种遗传群体为材料,研究水稻抗旱性根、叶与产量性状QTL的定位已有大量研究,但多数研究在一种环境下进行,且报道的结果很不一致。本研究选用13个不同类型、来自不同生态区的水稻品种,研究在干旱胁迫下水稻不同品种叶片卷曲和根系穿透力及其对抗旱性的作用机理,同时利用珍汕97B×密阳46RILs群体构建的遗传连锁图谱,对干旱胁迫环境与水田(对照)环境下叶片发育动态和产量构成及相关性状进行QTLs定位分析,探讨在水分胁迫环境下水稻抗旱性及其对生育、产量形成影响的遗传基础。主要研究结果如下: 1.土壤干旱胁迫下水稻叶片卷曲的品种间差异及其与蒸腾、光合特性的关系 在水稻分蘖盛期土壤断水后干旱胁迫处理下,13个参试品种(组合)在叶片卷曲动态上差异明显。依据其叶片卷曲发生的时间先后及卷曲程度,可分为3种类型:①敏感型,在干旱胁迫后叶片最先出现明显卷曲,且卷曲速度快、程度大,这一类品种(组合)有秀水11、武运粳7号、中旱1号和中旱3号;②中间型,干旱胁迫后叶片明显卷曲的速度较慢,达到最大程度卷曲的时间较长,如浙733、中早1号、汕优63、协优9308、旱稻8号、旱稻502、云陆29等;③钝感型,干旱胁迫到一定程度后最后出现叶片卷曲,且卷曲速度慢,复水后叶片展开也慢,有巴西陆稻、早稻227。 在干旱胁迫条件下,随着水稻叶片卷曲度(LRI)的增大,叶片的气孔导度(SC)、蒸腾速率(TR)和净光合速率(Pn)均随之降低,但叶片卷曲对气孔导度、蒸腾速率、净光合速率的影响过程与程度以及SC、TR与Pn的相互关系,不同卷叶敏感性的品种间存在着一定的差异。中旱1号(敏感型品种)的

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 引言
• 2 作物抗旱性的概念和适应机制
• 2.1 水分胁迫与作物抗旱性
• 2.2 作物抗旱性的适应机制
• 2.2.1 作物御旱性
• 2.2.2 作物耐旱性
• 2.2.3 作物逃旱性
• 2.2.4 作物复原抗旱性
• 3 水稻抗旱性的研究进展
• 3.1 水分胁迫下水稻形态结构的变化和适应
• 3.1.1 叶部形态结构和特征
• 3.1.2 根部形态结构和特征
• 3.2 水分胁迫下水稻抗旱的生理生态及生化特性
• 3.2.1 叶片水势、气孔反应与光合作用
• 3.2.2 产量形成与水分利用效率
• 3.2.3 渗透调节及其相关调节物质
• 3.2.4 脱落酸的累积及其与抗旱性的关系
• 3.2.5 活性氧的累积与清除
• 3.2.6 水分胁迫诱导蛋白及其抗胁迫能力
• 3.3 水稻抗旱性的性状遗传和分子生物学
• 3.3.1 抗旱性形态、生理的遗传变异研究
• 3.3.2 抗旱分子生物学及基因工程
• 4 本研究的目的和意义
• 5 主要研究内容
• 第二章 土壤干旱胁迫下水稻叶片卷曲的品种间差异及其与蒸腾、光合特性的关系
• 1 材料与方法
• 1.1 供试品种
• 1.2 试验方法
• 1.3 测定与分析项目
• 2 结果与分析
• 2.1 干旱胁迫下水稻叶片卷曲反应的品种间差异
• 2.2 不同品种叶片卷曲与气孔导度、蒸腾速率的关系
• 2.3 不同品种叶片卷曲与光合速率的关系
• 2.4 不同品种叶片卷曲度与水分利用效率的关系
• 3 讨论
• 第三章 土壤干旱胁迫下水稻根系穿透力的品种间差异及其与蒸腾、光合特性的关系
• 1 材料与方法
• 1.1 供试品种
• 1.2 试验方法
• 1.3 测定与分析项目
• 2 结果与分析
• 2.1 水稻不同生育期根系穿透力及相关形态特征的品种间差异
• 2.2 水稻不同品种不同生育期根系穿透力差异及其与形态特征的相关性
• 2.3 水稻不同品种根系穿透力与叶片蒸腾、光合特性的关系
• 3.讨论
• 第四章 不同土壤水分条件下水稻总叶数和叶龄进程的QTL分析
• 1 材料与方法
• 1.1 水稻材料与分子连锁图谱构建
• 1.2 试验设计与方法
• 1.2.1 网室栽培池水稻旱直播
• 1.2.2 水田水稻湿直播
• 1.3 叶片发育动态及相关性状的测定
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 两种土壤水分条件下RIL群体及亲本的叶片发育相关性状表现
• 2.2 水稻总叶数、叶龄历期和叶展速率的QTLs及与环境的互作效应
• 2.2.1 水稻总叶数、叶龄历期和叶展速率的加性效应QTLs
• 2.2.2 水稻总叶数、叶龄历期和叶展速率的显著双基因互作分析
• 2.2.3 水稻总叶数、叶龄历期和叶展速率的QTLs与环境的互作效应
• 2.3 珍汕97B×密阳46RIL群体不同时期叶龄QTL动态分析
• 2.3.1 两种不同土壤水分条件下RILs群体叶龄动态QTLs
• 2.3.2 两种土壤水分条件下RIL群体叶龄动态的显著双基因互作
• 3 讨论
• 第五章 不同土壤水分条件下水稻产量构成及相关性状QTL分析
• 1 材料与方法
• 1.1 水稻材料与分子连锁图谱构建
• 1.2 试验设计与方法
• 1.2.1 网室栽培池水稻旱直播试验
• 1.2.2 水田水稻湿直播试验
• 1.3 水稻产量构成及相关性状的考查与测定
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 两种土壤水分条件下RIL群体及亲本的产量构成及相关性状表现
• 2.1.1 RIL群体产量构成及相关性状的分离情况
• 2.1.2 两种土壤水分条件下RIL群体产量构成及有关农艺性状的相关性分析
• 2.2 两种土壤水分条件下RIL群体水稻产量构成及相关性状的QTLs
• 2.2.1 水稻产量构成及相关性状的加性效应QTLs
• 2.2.2 水稻群体产量及相关性状的显著双基因互作
• 2.3 RILs群体水稻产量构成及相关性状QTLs与环境（水分）的互作效应
• 3 讨论
• 3.1 不同QTLs或同一QTL的不同等位基因影响不同环境下的表型变化
• 3.2 关于产量构成及相关性状的“一因多效”或“基因连锁”
• 参考文献
• 附图