盐、碱胁迫条件下粳稻Na+、K+浓度的QTL分析

摘要：

【目的】水稻栽培区土壤的盐、碱化日趋严重，植物体内 Na+、K+浓度及 Na+/K+是植物耐盐、碱性重要指标。在盐、碱胁迫条件下检测水稻苗期地上部和根部的Na+、K+浓度及Na+/K+的QTL位点，为水稻的耐盐、碱性遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以优质高产水稻品种东农425与耐盐、碱水稻品种长白10为亲本构建重组自交系（RIL）为作图群体，利用102对SSR标记构建遗传连锁图谱，该图谱覆盖水稻基因组约1915.05 cM，标记间平均距离为18.77 cM；在140 mmol·L-1 NaCl盐胁迫和0.15%Na2CO3碱胁迫处理条件下，对水稻苗期地上部和根部的Na+、K+浓度及Na+/K+等性状进行测定，利用SPSS v19.0对各性状进行相关分析，并采用QTL IciMapping v3.3的完备区间作图法（ICIM）进行QTL定位。【结果】盐、碱胁迫条件下，亲本及RIL群体地上部Na+、K+浓度均高于地下部Na+、K+浓度，各性状在RIL群体中基本符合正态分布，表现出典型的数量性状遗传特征，符合QTL定位要求。相关分析结果表明，盐、碱胁迫条件下，地上部Na+与K+及根部Na+与K+均呈极显著正相关，2种胁迫条件下的各性状相关性不显著。盐、碱胁迫条件下共检测到15个与Na+、K+浓度和Na+/K+相关的QTL，2种条件下所检测到的QTL位于不同染色体区域。在盐胁迫下共检测到5个QTL，包括1个与地上部K+浓度相关QTL，位于第8染色体的RM1308—RM281区间内，贡献率为6.83%；3个与根部Na+浓度相关QTL，位于第3和第8染色体上，其中qSRNC3-1贡献率最大，为16.41%；1个与根部K+浓度相关QTL，贡献率为3.52%；未检测到与地上部Na+浓度、Na+/K+及根部Na+/K+相关的QTL。在碱胁迫下共检测到10个QTL，包括1个与地上部Na+浓度相关的QTL，位于第2染色体的RM1347—RM48区间内，贡献率为14.41%；1个与地上部K+浓度相关QTL，位于第2染色体的RM1255—RM213区间内；3个与地上部Na+/K+相关QTL，分别位于第2、7、10染色体上，其中qASNK2贡献率最大，为7.57%；1个与根部Na+浓度相关QTL，位于第3染色体的RM293—RM232区间内，贡献率为13.71%；2个与根部K+含量相关QTL，分别位于第1染色体的RM5—RM9和第2染色体的RM12865—RM12941区间内；2个与根部Na+/K+相关QTL，分别位于在第3和第4染色体上，其中qARNK3贡献率较大，为10.48%。通过比较图谱发现，本研究中的大部分QTL与以往不同群体中影响耐盐、碱相关性状的QTL定位在同一或相邻的染色体区域，另外在碱胁迫下所检测到的qASKC2和qARKC2在前人研究中未见报道，可能存在新的耐碱性位点。【结论】在盐、碱胁迫条件下，Na+、K+的吸收和运输均是平行而独立的过程，且根部对Na+和K+的吸收与向地上部运输存在不同的遗传机制；盐、碱胁迫条件下，水稻Na+、K+浓度的遗传是相互独立的。

关键词：粳稻、盐胁迫、碱胁迫、钠钾离子、SSR标记、QTL

资助基金：国家“十二五”科技支撑计划2011BAD16B11，2011BAD35B02-01-01;国家“十二五”科技支撑计划农村领域课题2013BAD20B04

在线出版日期：2015-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：605-613