以回交重组自交系定位水稻萌芽期耐镉胁迫相关QTLs

摘要

水稻是世界上最主要的粮食作物之一,目前农用耕地存在土壤重金属污染的问题,而水稻对镉(Cd)等重金属的耐受性较低,进而使水稻产量和质量受到影响.定位稻种耐Cd胁迫相关数量性状基因座(quantitative trait loci,QTLs),对于指导水稻耐Cd育种具有重要意义.为发掘Cd胁迫相关基因,以粳稻02428和籼稻昌恢891衍生的124个回交重组自交系群体(backcross recombinant inbred ines,BILs)为材料,对水稻萌芽期的根长、芽长进行了分析,并对萌芽期与Cd胁迫相关的QTLs进行了定位分析.结果显示:Cd胁迫处理下,02428和昌恢891根长和芽长均受到显著抑制(P<0.01),其中Cd对根长的抑制强于芽长;QTL分析共检测到5个萌芽期与Cd胁迫相关的QTLs:qCdBL3、qCdRL7、qCdBL8.1、qCdBL8.2和qCdBL9分别位于水稻第3、7、8、8和9号染色体上,贡献率为6.45％～19.46％.其中,qCdBL3、qCdBL8.1、qCdBL8.2和qCdBL9与芽长相关,qCdRL7与根长相关.同时,检测到2个在对照条件下(水溶液)影响根长和芽长的QTLs:qCKBL8、qCKRL4,分别位于第8和4号染色体上,贡献率为10.53％和10.89％.比较显示,对照和Cd处理条件下控制水稻萌芽期根长或芽长的QTLs均不相同,说明Cd胁迫条件下,控制水稻根长和芽长的遗传机制可能不同于非Cd胁迫条件.研究结果为耐Cd基因的克隆和耐Cd水稻新品种的选育提供了参考.