水稻氮素高效利用qtls定位及基因互作关系

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1、水稻氮素高效利用QTL定位及基因互作关系中文摘要本研究选用氮素利用效率高的籼稻品种多产稻和氮素利用效率低的粳稻品种TR22183为杂交亲本，通过单粒传方法构建的F9代遗传稳定的重组自交系(砌Ls)群体为材料，在营养液和田间栽培条件下对氮素籽粒生产效率等相关性状进行了主效和上位性QTL定位和动态分析，同时对不同生育期氮素利用效率相关性状间进行关联性比较。主要结果如下：1．苗期和最高分蘖期氮素积累量与成熟期稻谷产量、氮素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率无显著相关性。而最高分蘖期氮素干物质生产效率呈显著或极显著的正相关。2．籽粒灌浆不同时期氮

2、素利用效率相关性状与成熟期稻谷产量、氮素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率间的相关分析结果如下，成熟期稻谷产量与抽穗后15天的稻谷产量呈显著正相关外，和其余性状相关不显著，与抽穗后25天的稻草和稻谷氮素含量均呈极显著的负相关，而与其他性状显著或极显著正相关。氮素籽粒生产效率与抽穗后15天、25天的稻谷氮素含量和抽穗后25天的稻草氮素含量均呈极显著的负相关，与抽穗后15天的稻草氮素含量相关不明显，而与其他性状均呈极显著的正相关。氮素干物质生产效率与抽穗后15天和25天的稻谷产量和氮素干物质生产效率均有极显著正相关，而与稻草氮素含量和稻谷氮素

3、含有极显著负相关，与氮素籽粒生产效率只在抽穗后25天呈极显著正相关。3．成熟期氮素利用效率相关性状间的相互关系分析表明，稻谷产量与收获指数、氮收获指数、氮素籽粒生产效率和氮素积累量均呈极显著正相，而与稻草氮素含量和稻谷氮素含量均呈极显著负相关。稻草氮素含量与收获指数、氮收获指数、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率呈极显著负相关，与稻谷氮素含量呈极显著正相关，而与氮素积累量相关不显著。稻谷氮素含量与氮收获指数、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率有极显著负相关，与收获指数关系不显著。氮素积累量与收获指数和氮收获指数呈极显著正相关关系，而

4、与氮素干物质生产效率呈极显著负相关，与氮素籽粒生产效率相关不显著。氮素籽粒生产效率与收获指数、氮收获指数和氮素干物质生产效率都存在极显著的正相关。氮素干物质生产效率和氮收获指数与收获指数均有极显著的正相关。中文摘要水稻氮素高效利用QTL定位及基因互作关系4．氮素利用效率相关同一性状在不同灌浆时期的相关分析结果表明，稻谷产量、稻草氮素含量、稻谷氮素含量、氮素籽粒生产效率、氮收获指数和收获指数在抽穗后15天与25天、15天与成熟期和25天与成熟期间的相关关系均达到极显著水平。5．检测了苗期、最高分蘖期、抽穗后15天和25天、成熟期控制氮素积

5、累总量、氮素干物质生产效率的主效QTL、上位性QTL对、参与上位性互作的主效QTL，分析了它们的染色体定位及其对表型变异的贡献率。同时，还检测了抽穗后15天和25天、成熟期与稻谷产量、稻草氮素含量、稻谷氮素含量、氮素籽粒生产效率、氮收获指数、收获指数等主要农艺性状相关的主效QTL、上位性QTL对、参与上位性互作的主效QTL，分析了它们的染色体定位及其对表型变异的贡献率。6．研究显示，控制不同或相关性状的QTL被定位于染色体上相同或相邻的位点上。第1号染色体46．8～49．9位点间集中了qGg-3、qNCOG-3和qNHI-3等3个QTL

6、；第3号染色体7．57～9．73位点间集中了qGW-6、qNGPE-6、qNHI-6和qHl-6等4个QTL，并且都是抽穗后15天检测到，稻谷产量、氮素籽粒生产效率、氮收获指数和收获指数都受控于这一区段内；第4染色体94．7～97．2位点上集中了qGW-7、qNCOS-7、qNCOG．7、qNGPE-7和qNDMPE-7等5个与稻谷产量、稻草氮素含量、稻谷氮素含量、氮素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率密切相关的QTL；第5号染色体24．07～31．92位点上检测到同一时期(抽穗后15天)控制稻谷产量、氮素籽粒生产效率、氮收获指数、收获指

7、数等性状的QTL,第8染色体22．4～23．6位点上检测到成熟期影响稻谷产量、稻草氮素含量、稻谷氮素含量和氮素籽粒生产澉率等性状的QTL,第12染色体83．89—92．49位点间检澌到抽穗后15天影响稻谷产量、稻谷氮素含量和氮素籽粒生产效率的主效QTL。7．对不同生育期氮素利用相关性状的主效QTL及上位性互作QTL的表达情况分析发现，不同时期检测到的主效QTL数目比在单个时期检测到的QTL数目多的多，一些在单个时期检测到的QTL在多个时期被检测到，多数主效QTL只在少数的几个时期内有表达效应，每个QTL在不同时期的表达效应值也不同。正是

8、QTL这种时序性的表达，使得水稻氮素利用相关性状呈现出有规律的变化。此外，只检测到1个关于稻草氮素含量的主效QTL(qNCOS-4)在抽穗后15天、25天和成熟期均有表达效应。同时，对氮素利用相关性状QTL