太湖流域韭菜青种子萌发期耐盐相关qtl定位
挖掘克隆耐盐基因，培育高耐盐性水稻品种是克服和改良水稻盐碱地的一个有效措施。本研究利用韭菜青为供体、盐敏感籼稻IR26为受体构建的染色体片段置换系（CSSLs），进行萌发期韭菜青耐盐基因定位。结果表明，低盐胁迫下（0~200 mM NaCl）粳稻韭菜青种子活力低于籼稻IR26，但在高盐胁迫下（300mM NaCl）韭菜青耐盐性显著高于IR26。利用CSSL家系筛选和全基因组基因型比较，在300mM NaCl胁迫下共定位到9个QTLs位点，其中2个QTLs在3个家系中共定位，分别是qSR6、qSR9。与以往报道的物理位置比较，发现有5个QTLs是可能新位点。这些新位点将为后期基因克隆、种子耐盐萌发机理研究提供基础。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言 3
1 材料与方法 4
1.1 供试材料 4
1.2 田间种植 4
1.3 种子萌发耐盐鉴定 4
1.4 CSSL图谱构建 4
1.5 QTL定位 4
1.6 数据分析 4
2 结果与分析 5
2.1 亲本耐盐性比较 5
2.2 高耐盐CSSL株系筛选 6
2.3 QTL定位 6
3 讨论 7
3.1 亲本耐盐性分析 7
3.2 CSSL群体特征 7
3.3 QTL定位比较 7
致谢 8
参考文献8
太湖流域韭菜青种子萌发期耐盐相关QTL定位
引言
引言
水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的粮食作物之一。由于灌溉和施肥不当往往导致土壤中盐分积累[1]，全球约有30％的水稻耕地受到盐害的影响[2]。盐害已成为限制水稻生产最重要的非生物胁迫之一。
近年来，已有诸多学者利用不同RILs、DH、F2:3等作图群体对水稻苗期[2,3,4,5,6,7,8]和成熟期[9]开展耐盐性研究。Lin等[1]利用F2和F3群体以存活率为指标，在1、6和7号染色体上分别检测到1个QTLs位点，其中qSNC
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
7和qSKC1为主效位点，贡献率分别达48.5%和40.1%；随后，Ren等[10]将定位于1号染色体上主效QTL SKC1克隆，并阐明其苗期耐盐机理。Wang等[11]利用重组自交系以苗重（SH）、茎干重（DSW）、根干重（DRW）和Na/K比等5个耐盐性状为指标，对两种浓度下的苗期耐盐性进行了QTLs分析，定位到了11个加性QTLs和11个上位性QTLs。然而，有关水稻种子萌发期耐盐性遗传研究较少。
盐胁迫下，盐分对种子萌发的影响一般归结为渗透效应和离子效应[12]。渗透效应引起溶液渗透势降低而使种子吸水受阻，从而影响种子萌发；离子效应一方面造成直接毒害而抑制种子萌发，另一方面渗入种子，降低种子渗透势，加速吸水而促进萌发。可见，在盐逆境胁迫下，种子萌发性状是一个非常复杂的综合性状。种子萌发性状往往表现在发芽率、苗长、根长、鲜重、干重等诸多方面，是由多基因的控制的数量性状。随着分子标记技术及数量性状基因位点（QTL）分析技术的快速发展，控制种子萌发的QTL在染色体上的位置以及各位点对表型的相对贡献率都能被确定。目前，种子萌发数量性状基因位点分析已在拟南芥、水稻、大豆、莴苣等少数作物上有报道[13,14]。目前，有关水稻种子萌发相关基因的克隆已有报道，如qLTG31[15]、GD1[16]。但是，有关水稻种子耐盐萌发基因克隆未有报道。
在前期工作中，在太湖流域稻种资源的苗期耐盐性筛选研究中，发现韭菜青为强耐盐粳稻地方品种。为了进一步探明韭菜青在萌发期的耐盐性，挖掘其中高耐盐基因，本研究利用韭菜青为供体、盐敏感籼稻IR26为受体构建的染色体片段置换系（CSSLs），进行萌发期韭菜青耐盐基因定位。这将为后期基因克隆、种子耐盐萌发机理研究及水稻种子活力遗传改良提供基础。
1 材料与方法
1.1 供试材料
韭菜青（耐盐性粳稻品种）和IR26（中度盐敏感籼稻品种）亲本，以及以韭菜青为供体亲本，IR26为轮回亲本连续回交获得的染色体片段置换系（CSSLs）。
1.2 田间种植
所有的材料于2015年种植在江苏省大学江浦试验站。6月中旬左右，将亲本及染色体片段置换系（CSSL）群体的25天秧龄的幼苗进行移栽（E118°50′, N32°02′）。每个亲本和家系各种2行，种植的行间距为17 cm×33 cm[11]，大田管理按照当地常规的水稻栽培管理方法。收取完熟的种子，将于42℃烘5~7天，常温保存3个月以打破种子休眠，放置20℃冰箱保存，备用。
1.3 种子萌发耐盐鉴定
取饱满的30粒种子，用0.1% HgCl2消毒，15 min后自来水冲洗三次，再将种子均匀的置于含有石英砂的培养皿（直径9cm）中，加入20 mL（0mM、50mM、100mM、150mM、200mM、250mM和300mM NaCl）的盐溶液。然后，置有种子的培养皿放于40cm×30cm×18cm的塑料箱中，盖上保鲜膜，防止水分蒸发，减少环境误差。种子在光照培养箱中萌发10天，每天观察种子发芽数。种子发芽标准以胚根长大于或等于种子长度且胚芽长大于或等于种子长度一半为准。根据每天统计的种子发芽数，计算第7天和10天的种子成苗率（SP）和发芽指数（GI），计算方法参考Wang等[17]。实验重复3次。
1.4 CSSL图谱构建
用于构建的染色体片段置换系（CSSLs）的SSR分子标记共159个[18,19,20]，根据染色体上的物理位置，平均每隔3~5Mb从中选择一对SSR标记。具体物理图谱构建采用GGT2.0(http://www.wageningenur.nl/en/show/GraphicalGenoTypestransformmoleculardatatocolorfulchromosomedrawings.htm)软件，具体操作方法都详见GGT 2.0软件说明书。
1.5 QTL定位
在300mM盐浓度下，利用t测验比较染色体片段置换系（CSSL）株系与轮回亲本籼稻IR26耐盐性是否存在显著性差异，筛选高耐盐性株系。高耐盐性CSSL株系的遗传背景采用GGT2.0软件分析，寻找可能调控耐盐性QTL位点，同时进行CSSL株系间QTL位点间共性比较。QTL命名统一按照McCouch and CGSNL[21]命名法则。
1.6 数据分析
本实验数据分析主要利用SAS软件，两亲本间的差异比较分析采用0.05水平和0.01水平的t检验法，CSSL群体表型分析采用SPSS18.0。
2 结果与分析
2.1 亲本耐盐性比较
通过太湖流域粳稻韭菜青和籼稻IR26两亲本在0mM、50mM、100mM、150mM、200mM、250mM和300mM NaCl胁迫下萌发期种子盐性比较，结果发现：在低浓度盐（0200mM）下，粳稻品种韭菜青的成苗率（SR）和发芽指数（GI）显著低于粳稻品种IR26；在250mM盐胁迫，两亲本间的SR和GI无显著性差异；在高盐浓度（300mM）下，粳稻品种韭菜青的SR和GI显著高于粳稻品种IR26（表1）。表明，太湖流域粳稻品种韭菜青在高盐胁迫下具有高耐盐性。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言 3
1 材料与方法 4
1.1 供试材料 4
1.2 田间种植 4
1.3 种子萌发耐盐鉴定 4
1.4 CSSL图谱构建 4
1.5 QTL定位 4
1.6 数据分析 4
2 结果与分析 5
2.1 亲本耐盐性比较 5
2.2 高耐盐CSSL株系筛选 6
2.3 QTL定位 6
3 讨论 7
3.1 亲本耐盐性分析 7
3.2 CSSL群体特征 7
3.3 QTL定位比较 7
致谢 8
参考文献8
太湖流域韭菜青种子萌发期耐盐相关QTL定位
引言
引言
水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的粮食作物之一。由于灌溉和施肥不当往往导致土壤中盐分积累[1]，全球约有30％的水稻耕地受到盐害的影响[2]。盐害已成为限制水稻生产最重要的非生物胁迫之一。
近年来，已有诸多学者利用不同RILs、DH、F2:3等作图群体对水稻苗期[2,3,4,5,6,7,8]和成熟期[9]开展耐盐性研究。Lin等[1]利用F2和F3群体以存活率为指标，在1、6和7号染色体上分别检测到1个QTLs位点，其中qSNC
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
7和qSKC1为主效位点，贡献率分别达48.5%和40.1%；随后，Ren等[10]将定位于1号染色体上主效QTL SKC1克隆，并阐明其苗期耐盐机理。Wang等[11]利用重组自交系以苗重（SH）、茎干重（DSW）、根干重（DRW）和Na/K比等5个耐盐性状为指标，对两种浓度下的苗期耐盐性进行了QTLs分析，定位到了11个加性QTLs和11个上位性QTLs。然而，有关水稻种子萌发期耐盐性遗传研究较少。
盐胁迫下，盐分对种子萌发的影响一般归结为渗透效应和离子效应[12]。渗透效应引起溶液渗透势降低而使种子吸水受阻，从而影响种子萌发；离子效应一方面造成直接毒害而抑制种子萌发，另一方面渗入种子，降低种子渗透势，加速吸水而促进萌发。可见，在盐逆境胁迫下，种子萌发性状是一个非常复杂的综合性状。种子萌发性状往往表现在发芽率、苗长、根长、鲜重、干重等诸多方面，是由多基因的控制的数量性状。随着分子标记技术及数量性状基因位点（QTL）分析技术的快速发展，控制种子萌发的QTL在染色体上的位置以及各位点对表型的相对贡献率都能被确定。目前，种子萌发数量性状基因位点分析已在拟南芥、水稻、大豆、莴苣等少数作物上有报道[13,14]。目前，有关水稻种子萌发相关基因的克隆已有报道，如qLTG31[15]、GD1[16]。但是，有关水稻种子耐盐萌发基因克隆未有报道。
在前期工作中，在太湖流域稻种资源的苗期耐盐性筛选研究中，发现韭菜青为强耐盐粳稻地方品种。为了进一步探明韭菜青在萌发期的耐盐性，挖掘其中高耐盐基因，本研究利用韭菜青为供体、盐敏感籼稻IR26为受体构建的染色体片段置换系（CSSLs），进行萌发期韭菜青耐盐基因定位。这将为后期基因克隆、种子耐盐萌发机理研究及水稻种子活力遗传改良提供基础。
1 材料与方法
1.1 供试材料
韭菜青（耐盐性粳稻品种）和IR26（中度盐敏感籼稻品种）亲本，以及以韭菜青为供体亲本，IR26为轮回亲本连续回交获得的染色体片段置换系（CSSLs）。
1.2 田间种植
所有的材料于2015年种植在江苏省大学江浦试验站。6月中旬左右，将亲本及染色体片段置换系（CSSL）群体的25天秧龄的幼苗进行移栽（E118°50′, N32°02′）。每个亲本和家系各种2行，种植的行间距为17 cm×33 cm[11]，大田管理按照当地常规的水稻栽培管理方法。收取完熟的种子，将于42℃烘5~7天，常温保存3个月以打破种子休眠，放置20℃冰箱保存，备用。
1.3 种子萌发耐盐鉴定
取饱满的30粒种子，用0.1% HgCl2消毒，15 min后自来水冲洗三次，再将种子均匀的置于含有石英砂的培养皿（直径9cm）中，加入20 mL（0mM、50mM、100mM、150mM、200mM、250mM和300mM NaCl）的盐溶液。然后，置有种子的培养皿放于40cm×30cm×18cm的塑料箱中，盖上保鲜膜，防止水分蒸发，减少环境误差。种子在光照培养箱中萌发10天，每天观察种子发芽数。种子发芽标准以胚根长大于或等于种子长度且胚芽长大于或等于种子长度一半为准。根据每天统计的种子发芽数，计算第7天和10天的种子成苗率（SP）和发芽指数（GI），计算方法参考Wang等[17]。实验重复3次。
1.4 CSSL图谱构建
用于构建的染色体片段置换系（CSSLs）的SSR分子标记共159个[18,19,20]，根据染色体上的物理位置，平均每隔3~5Mb从中选择一对SSR标记。具体物理图谱构建采用GGT2.0(http://www.wageningenur.nl/en/show/GraphicalGenoTypestransformmoleculardatatocolorfulchromosomedrawings.htm)软件，具体操作方法都详见GGT 2.0软件说明书。
1.5 QTL定位
在300mM盐浓度下，利用t测验比较染色体片段置换系（CSSL）株系与轮回亲本籼稻IR26耐盐性是否存在显著性差异，筛选高耐盐性株系。高耐盐性CSSL株系的遗传背景采用GGT2.0软件分析，寻找可能调控耐盐性QTL位点，同时进行CSSL株系间QTL位点间共性比较。QTL命名统一按照McCouch and CGSNL[21]命名法则。
1.6 数据分析
本实验数据分析主要利用SAS软件，两亲本间的差异比较分析采用0.05水平和0.01水平的t检验法，CSSL群体表型分析采用SPSS18.0。
2 结果与分析
2.1 亲本耐盐性比较
通过太湖流域粳稻韭菜青和籼稻IR26两亲本在0mM、50mM、100mM、150mM、200mM、250mM和300mM NaCl胁迫下萌发期种子盐性比较，结果发现：在低浓度盐（0200mM）下，粳稻品种韭菜青的成苗率（SR）和发芽指数（GI）显著低于粳稻品种IR26；在250mM盐胁迫，两亲本间的SR和GI无显著性差异；在高盐浓度（300mM）下，粳稻品种韭菜青的SR和GI显著高于粳稻品种IR26（表1）。表明，太湖流域粳稻品种韭菜青在高盐胁迫下具有高耐盐性。
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