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水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一,水稻根系具有固定植株、吸收养分、合成运输有机物质等众多重要功能,根系形态改变都会影响到植株的生长和发育,间接地影响着水稻产量、品质、抗性等性状的表现。因此,水稻根系的研究具有重要的理论与应用意义,也越来越受到人们的关注。为了弄清水稻根系形态建成的遗传机制。本研究对超级稻协优9308衍生水稻XBR、RIL及ZHR群体进行了抽穗期根系形态分布特征分析、根系与地上部农艺性状QTLs比较分析、根系基因qRL7精细定位和候选基因预测等方面的研究。取得主要结果如下:1.按照水稻不同根直径分别对总根长、根表面积、根体积和根尖数进行分析表明,总根长和根尖数呈指数曲线分布,峰值均在根直径为0.00<.RD.<=0.20 mm区段,占群体50.00%和96.00%。根表面积呈3峰曲线分布,峰值分别在根直径为0.00<.RD.<=0.20 mm、0.40<.RD.<=0.60 mm和0.80<.RD.<=1.00 mm区段,占群体9.00%、13.00%和12.00%。根体积呈单峰分布,峰值在根直径为0.80<.RD.<=1.00 mm区段,占群体7.00%。2.水稻3个群体根系与地上部重要农艺性状间相关性分析表明,根长分别与总根长、根表面积、根干重等5个性状呈极显著正相关,根直径分别与根长、总根长、根表面积、根体积、根尖数、根干重等6个性状呈不显著相关。抽穗期、株高、穗长、穗粒数、穗粒密度、粒重和单株产量等7个性状分别与根长、总根长、根表面积、根体积、根尖数和根干重等6个性状呈极显著正相关。然而,穗数、结实率、粒重等3个性状与根系性状呈不显著相关,10个地上部农艺性状均与根直径呈不显著相关。3.水稻3个群体根长、总根长、根表面、根直径、根体积、根尖数和根干重等7个性状及不同根直径的总根长、根表面积、根体积和根尖数分布QTLs分析,结果表明,3个群体只检测影响根系具有加性和显性效应QTLs,没检测到具有上位性效应QTLs。水稻RIL群体,检测到5个控制根长、根表面积、根体积、根尖数和根干重等5个性状的QTLs,被重复定位在第7染色体短臂上RM180和RM5436标记区间,该标记区间同时检测到不同根直径的总根长、根表面积、根体积和根尖数分布QTLs,解释根系性状24.12%的表型变异。水稻XBR群体,检测到5个控制根长、根表面积、根体积、根尖数和根干重的QTLs,被重复定位在第7染色体短臂上RM5436和RM3670标记之间,该标记区间检测到不同根直径的总根长、根表面积、根体积和根尖数分布QTLs,解释根系性状21.55%的表型变异,该RM5436标记附近检测到同时控制5个根系形态性状QTLs,命名为qRL7。4.水稻3个群体10个地上部农艺性状QTLs分析,结果表明,3个群体具有加性、显性效应QTLs扮演着重要角色,没检测到具有上位性效应QTLs,水稻RIL群体检测到21个具有加性效应QTLs、XBR群体检测22个具有显性效应QTLs、ZHR群体检测到19个具有显性效应QTLs。3个QTLs(qHD7a、qPPP3a和qPL10)在水稻RIL和XBR或ZHR群体重复检测到,10个QTLs控制4个性状仅在水稻XBR和ZHR群体重复检测到,检测到9个QTLs同时控制2个以上性状。3个群体第7染色体短臂上RM180-RM5436标记区间没检测到影响地上部性状QTLs。5.利用协优9308衍生水稻RIL群体将根系基因qRL7初步定位在第7染色体短臂上RM180和RM5436标记区间,借助XQZB和ZH9308重测序信息在RM180和RM5436标记间设计了17对多态性InDel引物,将根系基因qRL7定位在InDel7-11和InDel7-12之间大约54kb物理范围内。6.根据TIGR网站的注释,目标区间内共有9个候选基因,分别是LOC_Os07g14610,LOC_Os07g14620,LOC_Os07g14630,LOC_Os07g14640,LOC_Os07g14650,LOC_Os07g14660,LOC_Os07g14670,LOC_Os07g14680和LOC_Os07g14690。其中LOC_Os07g14610与内质网形成、水解酶活性、蛋白质代谢过程、细胞形成,参与细胞分裂素在根和叶子中应答,可能是我们要寻找的目的基因。