杂交中稻耐热性生理生化及聚类分析的相关研究

论文摘要

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全世界约1/2的人口以之为主食,尤其在发展中国家,水稻是社会稳定和经济发展重要的因素。然而,随着工业化的加快和温室效应的加剧,短期异常高温发生频繁,高温已成为影响水稻生长发育和产量的主要因素之一。本试验从生理角度结合产量性状和分子标记方面对主要来自安徽省及南方其它稻作区推广栽培的37份杂交中稻进行耐热性研究,其主要的研究结果如下:1、对28份杂交中稻进行耐热性筛选,经济产量性状分析表明,高温胁迫后所有供试品种结实率都比对照有所下降,且不同品种间存在差异,绿优一号、冈优3551、皖稻153和两优6326等品种耐热性较好;而天协一号、协优009和Ⅱ优7954等品种的耐热性较差。2、对8份经筛选的三种类型的杂交中稻及部分亲本进行生理生化特性研究表明:（1）水稻经高温胁迫后,叶片内叶绿素、可溶性糖和内源多胺含量都显著下降,且与热敏感指数呈极显著正相关(r=0.903**;r=0.722**;r=0.852**,0.948**);脯氨酸和丙二醛含量都呈上升的趋势,其中脯氨酸的上升幅度与热敏感指数呈极显著负相关(r=-0.779**),而丙二醛的上升幅度则与热敏感指数呈极显著正相关(r=0.842**);可溶性蛋白的变化呈现先升后降的趋势,上升幅度与热敏感指数呈极显著负相关(r=-0.816**),下降的幅度与热敏感指数呈显著正相关（r=0.596*）。杂种间存在差异,品种的耐热性越好叶片内叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和内源多胺含量下降的幅度越小,脯氨酸的上升幅度越大,丙二醛的上升幅度越小;表明这些生理指标的变化趋势可作为鉴定水稻耐热性的初步依据。（2）杂种与亲本无论从表型值还是生理指标,大部分呈现一致的变化趋势,可以推断杂种的耐热性强弱与亲本的耐热性有直接的关系,不同品种,不同生理指标以及不同生育时期亲本对杂交后代的影响都不同。（3）不同生育时期,各生理指标含量变化对温度的敏感程度存在差异。高温胁迫后,叶绿素含量在孕穗期与对照差异达到显著水平（p＜0.05）;可溶性糖含量变化在营养生长期和孕穗期与对照差异达到极显著水平（p＜0.01）;脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛的含量变化在三个生育时期与对照差异都达到了显著或极显著水平;精胺含量变化在孕穗期和抽穗开花期与对照相比差异分别达到了极显著水平和显著水平。而腐胺含量变化在孕穗期和抽穗开花期都不明显,其不能做为鉴定品种耐热性的指标。综上,水稻处于孕穗期至抽穗开花期对高温比较敏感,若此时期遇高温,则会严重影响水稻的产量。3、筛选的10对RAPD引物和26对SSR引物都将17份供试材料聚成五类,并将耐热性较好的品种及亲本聚为一类,与生理生化分析结果大致相同。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 高温对水稻生长发育及产量的影响
• 1.1.1 高温对水稻幼穗分化期的影响
• 1.1.2 高温对水稻抽穗开花期的影响
• 1.1.3 高温对水稻灌浆成熟期的影响
• 1.2 高温对稻米品质的影响
• 1.3 高温对生理生化特性的影响
• 1.3.1 高温对光合作用及有关酶的影响
• 1.3.2 高温对质膜透性与酶保护系统的影响
• 1.3.3 高温对蛋白质代谢及脯氨酸的影响
• 1.3.4 高温对淀粉合成及酶活性的影响
• 1.4 水稻耐热性的分子遗传研究
• 1.5 高温胁迫培育新品种研究
• 1.6 分子标记技术及其在水稻育种中应用
• 1.6.1 水稻分子遗传图谱的构建
• 1.6.2 基因定位及其克隆
• 1.6.3 种质资源的保存和遗传多样性分析
• 1.6.4 分子辅助育种
• 1.7 本研究的目的和意义
• 第2章 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 耐热性筛选材料
• 2.1.2 生理生化分析材料
• 2.1.3 分子标记聚类材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 材料高温处理试验设计
• 2.2.2 分子试验设计
• 2.2.3 生理生化因子测定方法
• 2.2.4 RAPD分析
• 2.2.5 SSR分析
• 2.3 数据处理
• 2.3.1 表型数据处理
• 2.3.2 分子标记聚类分析
• 第3章 结果分析
• 3.1 主要农艺性状的表型分析
• 3.1.1 筛选材料经济产量性状分析
• 3.1.2 生理试验材料农艺性状表型分析
• 3.2 水稻耐热性及生理生化特性的相关性分析
• 3.2.1 品种间的育性差异及与耐热性相关性分析
• 3.2.2 杂种间生理生化特性差异及其与耐热性相关性分析
• 3.2.3 亲本对杂种后代的影响
• 3.2.4 不同生育期高温处理与对照之间生理生化特性的方差分析
• 3.3 SSR与RAPD分析
• 3.3.1 RAPD扩增结果
• 3.3.2 SSR扩增结果
• 3.3.3 聚类分析
• 第4章 讨论
• 4.1 水稻经济产量性状分析
• 4.2 水稻叶片内生理生化因子含量变化分析
• 4.3 分子标记聚类分析
• 第5章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果