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低温冷害是稻作生产中的一个世界性问题,也是我国稻作生产上的问题之一。地处低纬高原的云南省,低温冷害是稻作生产中的两大制约因子之一。 在云南稻种资源中耐冷性资源十分丰富,特别是资源的孕穗开花期耐冷性强,倍受注目。 本文是过去10年间围绕云南稻种资源的耐冷性开展研究的总结。研究的主要场所为云南省农业科学院、华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室、日本农林水产省北海道农业试验场。研究主要内容包括耐冷性资源的鉴定评价、耐冷性资源的遗传分析、强耐冷性资源昆明小白谷孕穗开花期耐冷性QTLs定位。取得的主要结果如下: 1、从2763份云南稻种资源中筛选出芽期耐冷性(1-3级)资源79份,从475份稻种资源中发掘出苗期耐冷性资源5份。 2、在人工控温条件下分别完成了15份资源的孕穗期耐冷性和64份资源的开花期耐冷性鉴定评价。进一步明确了昆明小白谷、半节芒、丽粳2号、粳掉3号等一批云南稻种资源具有强耐冷性。 3、利用昆明小白谷/日本晴杂交F2和BCF1代材料,采用Ishige(1979)程序推定控制昆明小白谷孕穗期耐冷性的有效因子有3对;采用王建康等(1987)的软件,以昆明小白谷/十和田杂交后代为材料,采用控温条件鉴定,推定昆明小白谷的孕穗期耐冷性由1-2对主效基因控制。 4、从856个DNA标记中筛选出昆明小白谷与十和田间多态性标记179个,用其中的156个RFLP及SSR标记对上述两亲本的杂交F2代250个个体进行全基因组扫描,构建了一张总长度为1535cM的遗传连锁图。 5、以昆明小白谷/十和田杂交F、F3、F4代自然低温条件下的结实率作为孕穗开花期耐冷性指标,用ANOVA共发现耐冷性位点F2代11个、F3代10个、F4代9个;采用Mapmaker及MapQTL软件分析,在F2、F3、F4代中检测到耐冷性QTLs分别为7个、4个和3个,检出的QTLs可解释的变异依次为95.9%、52.7%和17%。结合方差分析与QTL分析结果,认为孕穗开花期耐冷性QTLs共有11个。这11个耐冷性QTLs与8条染色体有关,分别是第1、第2、第3、第6、第7、第8、第10和第12染色体。采用DNA标记直接对水稻地方品种的孕穗开花期耐冷性QTLs进行全面的定位分析迄今没有报道过。 6、命名了这11个耐冷性QTLs,即qrct-1(t)-qrct-11(t),其中qrct-1(t)、qrct-2(t)、qrct-4(t)、qrct-6(t)、qrct-9(t)和qrct-11(t)所在的染色体位点上存在耐冷性QTLs还是首次报道。 7、从DNA水平上证明了穗上特定颖花结实率(特定结实率)与整穗结实率有很大的一致性。建议可以采用特定结实率的考查来代替整穗结实率的考查。发现低温再生茎重与低温溢泌量的相关显著,提出了低温再生茎重也可以作为耐冷性鉴定评价指标的观点。