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水稻是我国最重要的粮食作物,产量和抗性的突破依赖于有利基因的发现和利用。因此,明确现有水稻品种的遗传结构,通过关联分析发掘水稻农艺和产量相关性状优异等位基因,对今后水稻新品种遗传基础的拓宽、产量的提高具有重要意义。稻瘟病一直是水稻生产的重要病害,尤以穗颈瘟威胁最大,明确优势抗病基因组合,发掘抗性新位点有助于抗病新品种的培育。本研究利用210个SSR/Indel标记对国内外83份私稻品种和181份粳稻品种分别进行遗传多样性和群体结构分析,结合全基因组关联分析方法,对株高、结实率、粒长等13个农艺和产量相关性状及粳稻穗颈瘟抗性进行关联分析。同时利用稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-5、Pi-km、Pi-b的功能标记,对238份粳稻品种(系)进行基因型检测,结合穗颈瘟鉴定结果,明确4个抗性基因的区域分布特点,评估其对穗颈瘟的抗性效果。主要研究结果如下:1.利用210个SSR/Indel分子标记在籼稻中共检测到727个等位基因变异位点,每个标记检测到的等位基因数变幅为2～9个,平均3.46个,基因多样性指数变幅为0.02～0.81,平均0.41;多态信息含量(PIC)变幅为0.02～0.79,平均0.36,中度多态位点(0.250.5)有56个。粳稻中共检测到639个等位基因变异位点,平均3.04个。基因多样性指数变幅为0.01～0.75,平均0.26。多态信息含量(PIC)变幅为0.01～0.71,平均0.23,中度多态位点(0.250.5)有18个,表明粳稻品种的遗传多样性不如籼稻丰富。2.群体结构分析及基于Nei’s遗传距离的UPGMA聚类分析表明,籼稻群体和粳稻群体间存在强烈的亚群分化(Fst为0.67)。83份抽稻品种可分成3个亚群和1个混合群,且品种间亲缘关系系数大于0.5的只占0.62%,可见供试轴稻材料来源广泛,群体内个体间亲缘关系较远;181份粳稻品种可分成3个亚群和4个类群,群体遗传结构和聚类分析结果是相似的,呈现明显的地域倾向性。群体内大部分品种间存在较大的遗传差异,亲缘关系较远,而少数来源于同一地区或地理分布上临近的品种,亲缘关系较近,同一育种单位育成品种间的亲缘系数更高。3.对株高、结实率、千粒重等13个水稻农艺和产量相关性状进行分析,发现各性状间彼此相互制约、密切联系。穗颈长的变异最大,籼稻和粳稻群体内的变异系数分别为100.97%和72.45%,而粒厚性状的变异较小,分别为5.01%和4.85%。4.通过标记与性状间的关联分析,在81份籼稻和181份粳稻品种中,分别检测到14个和33个与农艺和产量相关性状显著关联位点,两亚群间共同检测到1个显著关联位点,其中RM440、RM470等与多个性状具有关联性。这些位点中与粒长的关联最多,有12个,与结实率的关联最少,只有1个。比较发现有19个显著性位点与前人研究报道的QTL或已克隆基因的位置相近,其余均为本研究所发现。进一步对这些关联位点的优异增效(减效)等位变异进行分析,结果在籼稻中筛选到15个典型载体品种,如泸场3号、Kasalath等携带与二次枝梗数和单株总粒数显著关联标记RM255、RM292位点的优异增效等位变异;在粳稻中筛选到43个典型载体品种,如空育131、中国91等携带单株有效穗数、单株籽粒重、粒长显著关联标记RM430、RM470、RM6313位点的优异增效等位变异,且X023、41583、中国91、常农粳5号等携带控制单株有效穗数、单株总粒数、单株籽粒重、粒宽等多个性状的优异等位基因。5.利用稻瘟病抗性基因功能标记对238份粳稻品种(系)的稻瘟病抗性基因进行检测的结果表明,含Pi-ta、Pi-5、Pi-km、Pi-b单个抗性基因的品种(系)分别有33、30、29和38份;含两个抗性基因的品种(系)共有66份,其中含Pi-ta/Pi-b的品种(系)最多,有28份;同时含3个抗性基因的品种(系)有12份;没有检测到同时含有4个抗性基因的品种(系),而4个基因均不含有的品种(系)有30份。Pi-ta对穗颈瘟的抗性效果最好,感病率为0,病情指数为22.73,其次是Pi-5和Pi-km基因,病情指数分别为59.17和70.69,Pi-b最差,感病率为86.84,病情指数为83.55。双基因组合对穗颈瘟的抗性效果依次为:Pi-ta/Pi-5>Pi-ta/Pi-km>Pi-ta/Pi-b>Pi-5/Pi-km;同时含有Pi-ta/Pi-5/Pi-km三个基因的品种表现出最强的穗颈瘟抗性。181份粳稻中与穗颈瘟抗性显著关联的标记位点有9个,包含一个已克隆基因(Pi-ta)和一个QTL位点(qBLASTads-6)。除已知位点外,RM4472、RM440、RM7119、RM348、RM136、RM318和RM515可能是抗性新位点。