摘要
干旱、盐碱等因素引起的渗透胁迫是影响植物生长的主要因素之一，严重影响了水稻的产量及品质。水稻是耗水量最大的农作物，但其具有水、旱双重适应性，且不同水稻品种之间具有不同的生理特性以及非生物胁迫耐受性和生物胁迫抗性。非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源，其遗传物质的渗入将为普通栽培稻遗传背景提供新的抗逆基因，丰富普通栽培稻的种质资源，促进水稻高产抗逆新品种的选育。 本研究在综合前人的研究方法的基础上，采用一套适用于水稻苗期渗透胁迫抗性鉴定的综合评价体系，利用聚乙二醇(PEG)6000溶液模拟高渗透压环境，考察和分析了渗透胁迫下63份水稻材料的形态指标和相关生理指标；并完成了63份材料的简化基因组测序，进行全基因组关联分析(GWAS)。主要结果如下： 1.经20%聚乙二醇溶液处理后，所有材料的生长均受到了不同程度的抑制，在各类供试材料中，非洲栽培稻的苗高(43.10±3.15cm)、根长(15.24±2.62cm)、心下倒一叶长(24.60±1.69cm)、心下倒二叶长(20.44±3.74cm)、叶片MDA含量(9.52±3.11μmol/g)均为最高；非洲新稻的心下倒一叶宽(0.40±0.07cm)、心下倒二叶宽(0.33±.06cm)、叶鲜重(0.09±0.03g)、叶干重(0.03±0.01g)、叶片含水量(69.26±2.31%)均为最高；非洲栽培稻基因渗入系的叶龄(3.81±0.32)、根数(9.60±1.82)、根长(12.93±2.23cm)、叶片含水量(68.59±3.28%)、可溶性糖含量(9.08±1.78%)均处在较高水平。在25%渗透胁迫下非洲新稻和非洲稻基因渗入系苗期生长发育较为良好。 2.20%聚乙二醇溶液处理后，各材料类型的指标相对值表现差异更为明显，非洲新稻的表现最好，其中相对苗高、相对叶龄、相对根长、相对心下倒一叶长、相对心下倒一叶宽、相对心下倒二叶长、相对根鲜重、相对叶干重均为最高，相对值分别为0.85±0.01、0.83±0.01、1.02±0.04、1.00±0.02、0.90±0.02、0.89±0.03、1.57±0.06、1.60±0.02；非洲栽培稻基因渗入系次之，其中在相对叶龄、相对根数、相对心下倒二叶宽、相对根干重、相对叶鲜重表现最好，相对值分别为0.83±0.01、0.94±0.04、0.92±0.02、1.60±0.06、0.67±0.02；非洲栽培稻在相对叶片MDA含量和相对叶片可溶性糖表现最好；籼稻的相对叶片含水量、相对根冠比和相对叶片脯氨酸含量均为最高。由此看，非洲新稻和非洲栽培稻基因渗入系的渗透胁迫抗性较强。 3.利用SPSS软件对材料的15个农艺性状相对值进行聚类分析和判别分析，将所有材料分为了3类，通过多重比较发现渗透胁迫抗性从强到弱依次为：第Ⅱ类、第Ⅰ类、第Ⅲ类。利用模糊隶属函数法对材料所测得所有性状指标相对值进行综合分析评价，筛选出15份强抗渗透胁迫材料，37份中抗渗透胁迫材料，11份弱抗渗透胁迫材料。3份强抗渗透胁迫材料其中非洲新稻1份、非洲稻基因渗入系2份，其D值从大到小依次为：12、26、21。 4.对本试验所涉及的各指标分析表明，可用死叶率和死苗率两个直观指标对水稻苗期渗透胁迫抗性进行初步鉴定，结合相对心下倒二叶宽、相对根数、相对叶片含水量和相对叶片脯氨酸含量、相对叶片可溶性糖含量等指标，运用平均隶属度D值进行更为准确的综合分析评价。 5.利用FarmCPU和GLM两种方法对参试材料的形态和生理生化指标进行GWAS分析，初步筛选到了14个与苗期渗透胁迫抗性关联的SNP位点，其中与根干重显著相关的关联位点有4个，分别位于第8、10、11号染色体上，其加性效应分别为-0.54%、0.50%-0.50%和-0.82%；与叶鲜重显著相关的关联位点有8个，分别位于第1、2、3、4、10、11和12号染色体上，其加性效应分别为1.82%、1.04%、1.30%、2.28%、1.11%、0.74%、-1.11%、4.35%，与死苗率显著相关的关联位点有2个，分别位于第1和10号染色体上，用2种方式筛选后加性效应分别-32.14%、-32.41%和-32.74%、-33.86%。对筛选过的14个关联位点进行了基因注释和功能预测分析，初步发现了35个可能与水稻苗期渗透胁迫抗性相关的候选基因。其中8个与根干重相关，分别位于第8、10、11号染色体上；22个与叶鲜重相关，分别位于第1、2、3、4、10、11和12号染色体上；5个与死苗率相关，分别位于第1和第10号染色体上。
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