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云南稻种资源耐冷性研究

作　者: 戴陆园
导　师: 张端品；谢岳峰
学　校: 华中农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 耐冷性鉴定遗传分析 QTL 稻(Oryza sativa L.)资源昆明小白谷云南
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
下　载: 210次
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内容摘要

低温冷害是稻作生产中的一个世界性问题，也是我国稻作生产上的问题之一。地处低纬高原的云南省，低温冷害是稻作生产中的两大制约因子之一。在云南稻种资源中耐冷性资源十分丰富，特别是资源的孕穗开花期耐冷性强，倍受注目。本文是过去10年间围绕云南稻种资源的耐冷性开展研究的总结。研究的主要场所为云南省农业科学院、华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室、日本农林水产省北海道农业试验场。研究主要内容包括耐冷性资源的鉴定评价、耐冷性资源的遗传分析、强耐冷性资源昆明小白谷孕穗开花期耐冷性QTLs定位。取得的主要结果如下： 1、从2763份云南稻种资源中筛选出芽期耐冷性（1-3级）资源79份，从475份稻种资源中发掘出苗期耐冷性资源5份。 2、在人工控温条件下分别完成了15份资源的孕穗期耐冷性和64份资源的开花期耐冷性鉴定评价。进一步明确了昆明小白谷、半节芒、丽粳2号、粳掉3号等一批云南稻种资源具有强耐冷性。 3、利用昆明小白谷/日本晴杂交F₂和BCF₁代材料，采用Ishige（1979）程序推定控制昆明小白谷孕穗期耐冷性的有效因子有3对；采用王建康等（1987）的软件，以昆明小白谷/十和田杂交后代为材料，采用控温条件鉴定，推定昆明小白谷的孕穗期耐冷性由1-2对主效基因控制。 4、从856个DNA标记中筛选出昆明小白谷与十和田间多态性标记179个，用其中的156个RFLP及SSR标记对上述两亲本的杂交F₂代250个个体进行全基因组扫描，构建了一张总长度为1535cM的遗传连锁图。 5、以昆明小白谷／十和田杂交F_、F₃、F₄代自然低温条件下的结实率作为孕穗开花期耐冷性指标，用ANOVA共发现耐冷性位点F₂代11个、F₃代10个、F₄代9个；采用Mapmaker及MapQTL软件分析，在F₂、F₃、F₄代中检测到耐冷性QTLs分别为7个、4个和3个，检出的QTLs可解释的变异依次为95.9％、52.7％和17％。结合方差分析与QTL分析结果，认为孕穗开花期耐冷性QTLs共有11个。这11个耐冷性QTLs与8条染色体有关，分别是第1、第2、第3、第6、第7、第8、第10和第12染色体。采用DNA标记直接对水稻地方品种的孕穗开花期耐冷性QTLs进行全面的定位分析迄今没有报道过。 6、命名了这11个耐冷性QTLs,即qrct-1（t）-qrct-11（t），其中qrct-1（t）、qrct-2（t）、qrct-4（t）、qrct-6（t）、qrct-9（t）和qrct-11（t）所在的染色体位点上存在耐冷性QTLs还是首次报道。 7、从DNA水平上证明了穗上特定颖花结实率（特定结实率）与整穗结实率有很大的一致性。建议可以采用特定结实率的考查来代替整穗结实率的考查。发现低温再生茎重与低温溢泌量的相关显著，提出了低温再生茎重也可以作为耐冷性鉴定评价指标的观点。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
第一部分文献综述  9-21
  1 水稻生产中的冷害问题  9
  2 水稻冷害的类型  9-10
  3 稻耐冷性的鉴定方法和评价指标  10-13
    3.1 芽期耐冷性鉴定方法和评价指标  10
    3.2 苗期耐冷性鉴定方法和评价指标  10-11
    3.3 孕穗期耐冷性鉴定方法及评价指标  11
    3.4 开花期耐冷性鉴定方法及评价指标  11
    3.5 自然条件下的耐冷性鉴定及评价指标  11-12
    3.6 恒温冷水循环灌溉鉴定及评价指标  12
    3.7 耐冷性鉴定评价指标的研究  12-13
  4 水稻品种及资源的耐冷性鉴定评价  13-14
    4.1 芽期耐冷性鉴定评价  13
    4.2 苗期耐冷性鉴定评价  13
    4.3 孕穗开花期耐冷性鉴定  13
    4.4 灌浆期耐冷性鉴定  13-14
    4.5 不同生育期耐冷性相互关系  14
  5 水稻耐冷性遗传研究  14-15
    5.1 苗期耐冷性研究  14
    5.2 孕穗开花期耐冷性遗传研究  14-15
  6 稻耐冷性机制研究  15-17
    6.1 形态水平上的冷害机制  15
    6.2 膜脂相变机制  15-16
    6.3 自由基机制  16
    6.4 钙信使系统机制  16-17
    6.5 分子机理  17
  7 有关的分子生物学技术  17-19
    7.1 RFLP标记  17
    7.2 SSR标记  17
    7.3 水稻分子标记遗传连锁图的构建  17-18
    7.4 水稻数量性状位点分析方法  18-19
  8 云南稻种资源耐冷性的研究利用  19-21
    8.1 芽期耐冷性鉴定  19
    8.2 苗期耐冷性鉴定  19
    8.3 孕穗开花期耐冷性鉴定  19-20
    8.4 耐冷性指标性状  20
    8.5 本研究目的  20-21
第二部分稻种资源的耐冷性鉴定评价  21-45
  1 供试材料  21
    1.1 芽期耐冷性鉴定  21
    1.2 苗期耐冷性鉴定  21
    1.3 孕穗期耐冷性鉴定  21
    1.4 开花期耐冷性鉴定  21
    1.5 生育前期与后期耐冷性相关分析试验材料  21
    1.6 溢泌量与再生茎重试验的供试材料  21
  2 方法  21-23
    2.1 芽期耐冷性鉴定方法  21
    2.2 苗期耐冷性鉴定方法  21
    2.3 孕穗期耐冷性鉴定方法  21-22
    2.4 开花期耐冷性鉴定方法  22
    2.5 生育前期与后期耐冷性相关分析试验的方法  22
    2.6 溢泌量及再生茎重试验的育苗及处理方式  22-23
  3 结果与分析  23-41
    3.1 芽期耐冷性鉴定结果  23-24
    3.2 苗期耐冷性鉴定结果  24-25
    3.3 孕穗期耐冷性鉴定结果  25-32
    3.4 开花期耐冷性鉴定结果  32-33
    3.5 重要耐冷性资源在不同鉴定时期的表现  33
    3.6 开花期耐冷性与其它农艺性状的相关性  33-34
    3.7 开花期耐冷性与其它农艺性状的相关性  34-39
    3.8 低温条件下的溢泌量及再生茎重  39-41
  4 讨论  41-45
    4.1 水稻耐冷性的概念  41-42
    4.2 耐冷性鉴定的评价指标  42-43
    4.3 不同时期耐冷性的相互关系  43-45
第三部分云南稻种资源的耐冷性遗传研究  45-72
  1 供试材料和方法  45-48
    1.1 供试材料  45
    1.2 栽种、处理及分析方法  45-48
  2 结果与分析  48-69
    2.1 强耐冷性资源特性遗传研究  48-52
    2.2 强耐冷性资源间的耐冷性基因等位性分析  52-54
    2.3 昆明小白谷耐冷性QTL分析  54-69
  3 讨论  69-72
    3.1 特定结实率作为总结实率指标的分子依据  69
    3.2 水稻耐冷性遗传  69-70
    3.3 水稻耐冷性QTL分子定位及其意义  70-72
参考文献  72-80
附录1  80-82
附录2  82-83
致谢  83

云南稻种资源耐冷性研究

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