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南方稻区土壤缺钾是影响水稻稳产的重要因素,世界钾资源稀缺和钾肥昂贵是水稻产业成本高的原因之一。而水稻对钾肥利用率低,又是导致农田大量钾肥流失污染水体的重要原因。因此培育耐低钾水稻品种,提高对钾的利用率是当前水稻产业的迫切需求。本研究以籼稻9311和粳稻日本晴进行杂交构建的重组自交系F16代群体的500个株系为材料,开展水稻苗期耐低钾资源及耐低钾候选基因的筛选和鉴定,主要结果如下:(1)日本晴和9311幼苗在低钾水培液(0.01 mM K~+)和完全水培液(1 mM K~+)中培养,日本晴苗期长势、根部和地上部分的钾离子含量差别不大。而9311在0.01 mM K~+的水培液中的长势明显比在1 mM K~+的水培液中差,出现植株矮小、叶片有铁锈斑的缺钾表型,在0.01 mM K~+的水培液中根部和地上部分的钾离子含量也明显比在1 mM K~+的水培液中含量少。研究结果表明日本晴耐低钾,9311不耐低钾。(2)日本晴和9311杂交F16代RILs群体的498个株系幼苗在低钾水培液(0.01 mM K~+)和完全水培液(1 mM K~+)中培养,有127个株系在0.01 mM K~+和1 mM K~+的水培液中长势基本一致,性状与亲本日本晴相似,属于耐低钾类型,其中以MD355和MD318两个株系耐低钾能力最强。有138个植株在0.01 mM K~+的水培液中的长势明显比在1 mM K~+的水培液中长势差,出现植株矮小、根部变短、叶片出现铁锈斑的缺钾表型,与亲本9311相比对缺钾更敏感,属于不耐低钾类型,又以MD262和MD282两株系缺钾表型最明显。(3)利用混池分组分析法(BSA),对20个耐低钾植株和20个不耐低钾植株分别混合成的两个样本池进行全基因组重测序,同时对亲本进行测序。通过对候选36个多态性位点进行功能注释,找到了两个可能的耐低钾候选基因OsHAK3和OsNAC25。生物信息学显示OsHAK3和OsNAC25编码钾离子转运蛋白。(4)酵母功能互补实验表明OsHAK3和OsNAC25在外界钾离子浓度为0.01mM的时候就能功能互补酵母钾离子吸收突变株CY162。本研究筛选出了类似其亲本日本晴耐低钾的水稻株系127种,筛选出了类似其亲本9311的不耐低钾的水稻株系138种,丰富了耐低钾水稻资源库。首次发现OsHAK3和OsNAC25可能在低钾条件下参与水稻钾离子吸收或转运,是水稻耐低钾的候选基因。研究的旨在为解析水稻耐低钾复杂调控机制打下基础,为培育耐低钾水稻品种提供依据。