不同氮水平下水稻组织铵态氮、磷、钾的积累特征及QTL定位分析

论文摘要

本研究于2006、2007年以珍汕97（Oryza sativa ssp. indica）和明恢63（Oryza sativa ssp. indica）的重组自交系（RILs）遗传群体共127份株系作为供试材料,在施氮条件（2006年为130kg N ha-1,2007年为135kg N ha-1）和不施氮条件（OkgNha-1）下进行大田试验,通过测定RIL群体不同部位铵态氮、磷和钾的含量,探讨了水稻重组自交系群体养分积累特征,并进行QTL定位,主要研究结果如下：1.与不施氮处理相比,2006年施氮处理水稻不同部位铵态氮的积累量显著增加,两种氮水平下抽穗期黄熟期茎鞘中铵态氮的积累量均大于叶片中铵态氮积累量；2007年施氮处理水稻不同部位铵态氮的积累量降低,两种氮水平下抽穗期茎鞘中铵态氮的积累量均大于叶片铵态氮积累量。2.与不施氮处理相比,2006年施氮处理水稻不同部位磷的积累量显著增加,2007年施氮处理水稻不同部位磷的积累量降低。两年抽穗期及黄熟期茎鞘中磷的积累量均大于叶片中磷的积累量,成熟期磷素在籽粒中的积累量最高。3.与不施氮处理相比,2006年施氮处理水稻不同部位钾的积累量显著增加,2007年施氮处理水稻不同部位钾的积累量降低。两年抽穗期及黄熟期茎鞘中钾的积累量均大于叶片中钾的积累量,成熟期钾素在茎鞘中的积累量最高。4.2006年正常氮水平下铵态氮总的积累量与磷钾总的积累量相关性不显著,不施氮条件下显著正相关；2007年两种氮水平下铵态氮总的积累量与磷钾总的积累量极显著正相关；两种氮水平下磷的总积累量与钾的总积累量在两年中均显著正相关。5.两种氮水平下对铵态氮、磷、钾总的积累量分别进行聚类分析,两年的聚类结果表明铵态氮、磷、钾积累量较少的第一、二类群的家系数最多,而铵态氮、磷、钾积累量都相对较高的第三类群数目最少。所有家系中R6、R183、R241三个家系整体铵态氮、磷、钾积累量在两种氮水平下都相对较高。6.2006年不施氮条件下共检测到6个控制铵态氮浓度和积累量的QTLs,分别位于第1、2、4、6和9号染色体上；施氮条件下共检测到5个控制铵态氮浓度和积累量的QTLs,分别位于第1、6、10号染色体上。6号染色体上的RM204-C226在两种氮水平下被重复检测到。2007年不施氮条件下共检测到6个控制铵态氮浓度和积累量的QTLs,分别位于第1、3、6、7和10号染色体上；施氮条件下共检测到9个控制铵态氮浓度和积累量的QTLs,分别位于第1、2、4、7、8、10和12号染色体上7.2006年不施氮条件下共检测到22个控制磷浓度和积累量的QTLs,位于除了11、12号染色体以外其它10条染色体上。2006年施氮条件下共检测到22个控制磷浓度和积累量的QTLs,位于除了3、8、11号染色体以外其它9条染色体上。7号染色体上的R1440-C1023、RZ471-RG678和5号染色体上的RG360-R3166在两种氮水平下均被重复检测到。2007年不施氮条件下共检测到22个控制磷浓度和积累量的QTLs,位于除了5、8号染色体以外其它10条染色体上；施氮条件下共检测到20个控制磷浓度和积累量的QTLs,位于除了6、8、9、12号染色体以外其它8条染色体上。3号染色体上的RM148-R1925和1号染色体上的RG532-G359在两种氮水平下均被重复检测到。8.2006年不施氮条件下共检测到22个控制钾浓度和积累量的QTLs,位于除了12号染色体以外其它11条染色体上；施氮条件下共检测到19个控制钾浓度和积累量的QTLs,位于除了4、8、11、12号染色体以外其它8条染色体上。7号染色体上的R1440-C1023和5号染色体上的RG360-R3166在两种氮水平下均被重复检测到。2007年不施氮条件下共检测到16个控制钾浓度和积累量的QTLs,位于除了2、3、10、12号染色体以外其它8条染色体上；施氮条件下共检测到18个控制钾浓度和积累量的QTLs,位于除了8、12号染色体以外其它10条染色体上。7号染色体上的R1440-C1023和RG678-R1440在两种氮水平下均被重复检测到。9.大量的QTL位点只能在一年中检测到,表明与水稻铵态氮、磷、钾吸收积累有关的QTLs受环境影响。7号染色体上的R1440-C1023在铵态氮、磷、钾相关性状中均被检测到,也表明水稻在铵态氮、磷、钾吸收积累中存在一因多效作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 1 引言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 植物体内氮磷钾的含量、分布特点
• 1.2.1 植物体内氮的含量、分布特点
• 1.2.2 植物体内磷的含量、分布特点
• 1.2.3 植物体内氮的含量、分布特点
• 1.3 氮磷钾对植物生长的作用
• 1.4 不同作物对氮、磷、钾的吸收特征
• 1.4.1 作物在不同时期对氮、磷、钾的吸收
• 1.4.2 影响作物对氮、磷、钾的吸收的因素
• 1.5 作物对氮、磷、钾吸收积累的基因型差异
• 1.5.1 作物对氮吸收积累的基因型差异
• 1.5.2 作物对磷吸收积累的基因型差异
• 1.6. QTL（Quantitative Trait Loci）定位研究
• 1.6.1 QTL简介
• 1.6.2 QTL定位在水稻及其他作物中的进展
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验设计
• 2.3 供试土壤
• 2.4 施肥管理
• 2.5 样品的采集处理及测定项目
• 2.5.1 样品的采集
• 2.5.2 氨态氮、全磷、全钾含量的测定
• 2.6 数据处理和QTL作图
• 3 结果与分析
• 3.1 不同氮水平对铵态氮浓度和积累量的影响
• 3.2 不同氮水平对磷浓度和积累量的影响
• 3.3 不同氮水平对钾浓度和积累量的影响
• 3.4 铵态氮、磷钾吸收积累与分配间的相互关系
• 3.5 重组自交系群体聚类分析
• 3.6 铵态氮、磷、钾浓度和积累量的QTL分析
• 3.6.1 铵态氮浓度和积累量的QTL分析
• 3.6.2 磷浓度和积累量的QTL分析
• 3.6.3 钾浓度和积累量的QTL分析
• 3.6.4 共位点QTLs分析
• 4 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 附录