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铝(A1)是地壳中含量最丰富的金属元素，在pH值小于5的酸性土壤中铝毒害是限制植物生长的主要因子。在酸性土壤中铝主要危害植物的根部，影响植物对营养元素和水分的吸收。水稻(OryzasativaL.)是世界上最重要的粮食作物之一，为世界近半的人口提供食物来源。水稻是小粒禾本科作物中耐铝性最强的作物，然而目前有关水稻抗铝机制及相应的耐铝基因仍不十分清楚，严重限制了水稻耐铝品种的选育。本研究在铝胁迫条件下对不同水稻品种根部的生理生化反应进行了研究，以确定水稻的耐铝性评价指标并为进一步研究水稻耐铝性机理奠定基础；同时利用不同耐性品种培育出的水稻单片段代换系进行了耐铝性QTL的鉴定与定位，为水稻耐铝基因的精细定位与克隆准备良好的材料。主要研究结果如下：
1.铝抑制水稻根的伸长。铝胁迫下根的伸长及铝在根尖的积累反映了不同耐性品种的基因型差异，因此通过铝胁迫下根尖染色和相对根伸长率的相结合可以作为快速筛选耐性品种及耐性评价的手段。三个水稻品种在耐铝性上存在差异，耐性高低顺序为：巴西陆稻＞Tetep＞华粳籼74；
2.不同品种的根系形态在铝胁迫下具有明显的基因型差异。耐性品种在铝胁迫下能够通过增加根系长度和根表面积，形成较大的根系，可能是耐性品种对应铝胁迫的一种适应性变化；
3.铝胁迫能引起水稻根部SOD与POD活性、脯氨酸含量、质膜透性、丙二醛含量的上升，不同品种间存在一定差异，可能与耐铝性有关，为进一步深入研究耐铝性机理奠定了基础；
4.本研究明确了几个评价不同品种耐铝性的指标。根的伸长是最为准确可靠的一种，其与根尖染色相结合则可以作为大量品种快速筛选的手段；质膜透性与丙二醛含量则是细胞水平上较好的评价指标；
5.利用铝胁迫下各个SSSL的相对根伸长率进行QTL分析，鉴定出9个耐铝毒害的QTL，其中qRRE-5-1、qRRE-5-2、qRRE-1-2、qRRE-11-1和qRRE-11-2的区间长度都在10cM以内。通过代换作图法对重叠群进行分析，也将某些QTL的区间长度大幅度缩小，这些长度较短的QTL是进行精细定位的好材料；
6.本研究发现了3个可能是新的耐铝性基因座qRRE-5-1、qRRE-6-1和qRRE-11-2，qRRE-5-1和qRRE-6-1来源于Tetep，分别位于第5染色体的RM31-RM334区间和第6染色体的RM539-PSM388区间；qRRE-11-2来源于巴西陆稻，位于第11染色体的RM224-PSM176区间；
7.本研究发现在不同铝浓度胁迫下QTL的表达存在差异，说明耐铝性作为数量性状受铝处理条件的影响，但其内在机理有待进一步研究发现；
本研究对不同耐性水稻品种在铝胁迫下的各种生理生化反应进行了探讨，并明确了几个评价耐铝性的指标；在本研究基础上，利用存在耐铝性QTL的SSSLs与轮回亲本杂交，发展F2或更高代作图群体，可以对QTL进行精细定位并实现基因的分离与克隆。