水稻根际联合固氮能力及相关性状的QTL定位研究

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1、浙江大学硕士学位论文水稻根际联合固氮能力及相关性状的QTL定位研究姓名：季天委申请学位级别：硕士专业：植物营养学指导教师：方萍;石伟勇2003.5.1致谢感谢导》纂方薄教授三年采靛悉心数诲与攒导。忑是在导姆豹悉心指导下本论文才褥以顺利完成，论文从构思立题，试验方案设计和实施，数据软件应用研究，崖至撰写编印秃不{羲注鼯爨大囊熬智慧与心盘，戆落导帮石臻舜教授在学习弱生活土绘予翡关心彝鼓励。三年来，两戗导师渊博的知识、敏锐的洞察力，严谨的治学精神，豁达的人生观给我留下深翔静印蒙。本论文得到华中农业大学作物遗传改良飚家重点实验室张启发院士和邢永忠教授的大力支持，艨谢他们为本论文提供了宝贵的试验

2、材料水稻蹩组自交系群体及其连镄图谱。在论文研究开鼹过程中还褥到了本系的陶勤南教授、吴嶷欢教授、马圈瑞教授、倪吾钟副研究员、叶破钱副教授和周钗美老师的热心指导和帮助。在此向他们数以深深的嚣意。菲霉慧嚣张嚣薅硕圭为本论文蹶剩进嚣绘予热l毒的帮勃帮撂警。感谢李髓轩博士、朱维琴博士、路兴花硕士学习和科研中给予良好的建议和帮助。菲辩感落郁浇敏硬士、朱蠢滂碛±、杨章亍跫女圭为零实验懿颓剩送行付出了辛勤豹骛动，还有方波、周学来、胡彬华等同学为实验顺利进行都给予热情帮助。三年来，与王强、余割东、叶海波、被静、方云英等同学的交流和探讨使我受益菲浅。赌谢院系领导、老师三年张的关心与帮助。向一直以来无私的给

3、予燕爱和支持的父母、家人表示我深深地感激和祝福，祝愿住{}l一生平安、快乐i感谢燕红军多馨采豹理瓣、支持稠帮助l最后留下一点掌声给我自己。衷心感谢所有帮助过我的祭人、师长、同学和朋友。拳天蚕2003年5胃予华家涟，摘要f化肥的簏用对农业生产的突破性发展功不可没，但长期大量、单一地施用化肥特别{是讫学氮肥所带来的肥料利用率降低、农产品品质下降和环境污染问题正同趋突出，已对农业的可持续发展产生严重的负面影响。与施用化学氮肥相比，生物固氮毋需消耗非再生能源，固氮产物可直接为植物吸收利用，故不易通过挥发、反硝化、淋溶损失而引起农业环境的污染．因此充分发掘和利用农业生态系统中的生物固氮潜能对农业

4、的可持续发展意义尤为重大。大量国内和国外的水稻接种试验结果证明，用联合固氮菌接种水稻对提高植株干重、含氮量及产量效果显著，但接种效果在不同水稻基因型问的表现有较大差异。可见，要建立水稻根际高效联合固氮体系，不但需要分离、筛选并接种高效联合周氮菌株，而且，还要求具备能有效促进根际联合固氮作用的水稻品种。为此，有I／必要探明控制水稻根际联合固氮能力的遗传背景。，■本文利用华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室以珍汕97×明恢63杂交组合，经单粒传方法构建的重组自交系RIL(F．，)群体共241个株系．和本实验室拥有的分离自埃及棉花根际的高效固氮菌株W12和中国农业科学院提供的联合固氮菌株(

5、菌种中心菌号为ACCCl0084)FY为研究材料，在严格限菌条件下，采用改进的SpermosphereModel技术，测定供试群体的不同株系与各固氮菌株的联合固氮酶活性的表型值。利用华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室构建的RIL群体的分子标记遗传连锁图谱．I采用MAPMAKEP,／QTL软件对联合固氮能力及有关的表型性状进行QTL定位分析·拇结果如下：、一、水稻根际联合固氮体系中固氮酶活性测定方法--SpermosphereModel技术改进在固氮菌株与RIL群体共241个株系的联合固氮酶活性的测定中，若每个菌株与各株系重复测定lO次，则整个群体与需测定2410次，对于如此庞大的测

6、定规模，难以采用常规的乙炔还原法程序即在特定的反应时点测定固氮酶活性。因此，需要对现有的SpermosphereModel技术进行改进，研究确定适合大规模水稻根际联合固氮酶活性测定的条件，以保证测定数据的可比性。1．水稻根际联合固氮体系中固氮酶活性的时间变化曲线测定表明，在SpermosphereModel系统中，接种W12固氮菌液和FY固氮菌液24h后，注入乙炔气再培养60小时，体系内的乙烯积累量趋于相对稳定，此后12小时中体系内的乙烯总量增加不显著，因此，在大批量的联合固氮酶活性测定中，以注入乙炔气再培养60小时作为开始测定时间，并保证同一批样品在此后10小时内完成测定。l2．为进

7、一步提高RIL群体各株系与W12和FY联合固氮体系中嬲氯酶活性测定之间的可tE性，保证各联合固氮体系具有相同固氮时间，从3种化学灭菌剂各取2个浓度对2令供试固爨蓬株瓣接莹效架试验巾，戆选爨每耱掷莹裁具有较强'}霉蘧效暴的浓度分别为：甲醛3．5％，氯化汞0．1％，次氯酸钠2．6％，其中以甲醛3．5％的抑菌效果最佳。3．稷据上述选定翁3卞捧落裁豹浓菠，对ljll2令承稻鑫秘与2个溺氮蓬撩缱或鹣4疆合固氮体系进行酶倪反应阻断试验，筛选出3．5％甲醛水