籽粒镉低积累水稻地上部镉高积累遗传特性分析

摘要

农田土壤镉(Cd)污染日益严重,导致稻米Cd含量超标事件频繁出现,使粮食安全问题备受关注.因此,合理利用Cd污染农田、降低水稻籽粒Cd含量成为亟待解决的问题.籽粒Cd低积累水稻雅恢2816的地上部具有较强的Cd积累能力,研究旨在弄清其地上部Cd积累能力的遗传稳定性,进一步揭示控制该性状的遗传基础,为利用分子标记辅助选育地上部Cd富集能力强、籽粒Cd安全的水稻提供途径.以水稻雅恢2816和3个不同品种水稻分别组配获得的F1为研究对象,分析地上部Cd积累相关性状的杂种优势.进一步以优势组合C268A/雅恢2816构建F2作图群体,对地上部Cd积累相关性状进行QTL定位分析.结果 表明:(1)F1地上部Cd积累相关性状杂种优势明显,遗传稳定性强.地上部Cd积累相关性状属数量性状,F2中/超亲分离现象明显.(2)在第4、6号染色体上共挖掘到1个控制水稻地上部生物量和3个控制地上部Cd积累量的QTL位点,分别为qSB-6、qSCdA-4、qSCdA-6-1和qSCdA-6-2,表型贡献率为10.6％--14.4％,且增效等位基因均来自雅恢2816.(3)地上部Cd积累量与地上部生物量、Cd含量,根、糙米的生物量、Cd积累量,根-地上部转移系数均呈极显著正相关,与地上部-籽粒转移系数呈极显著负相关,存在4个QTL集簇区Cl-4-1、Cl-6-1、Cl-6-2和Cl-6-3.(4)区间marker 04171-marker 04197控制着地上部生物量和Cd积累量,与控制糙米Cd含量的QTL不重叠.研究表明:籽粒Cd低积累水稻雅恢2816携带控制地上部Cd高积累的等位基因,可在世代间稳定遗传,QTL位点qSCdA-4、qSCdA-6-1、qSCdA-6-2是控制该性状的重要遗传基础,可为分子标记辅助选育地上部Cd高积累、籽粒Cd低积累水稻提供理论依据.