西北早粳稻种质资源遗传多样性研究及核心种质构建

The Northwest dry area for one season rice cultivation is a region for planting fine quality and high yield rice in China. Rice germplasm resources are high-class gene carriers. The preservation of the diversity of current germplasms, improvement and innovation and utilization will be the main target at present and in future. There is few reports for the genetic diversity and core collection resources of early japonica rice germplasm in Northwest dry area. In our project, landraces, local breeding varieties in the Northwest dry area for one season rice cultivation and introduced varieties from home and abroad of 1000 early japonica rice germplam resources with one-season growth period will be evaluated and analyzed using field experiments combined with indoor experiment, morphological characters and molecular markers. Moreover, the growth characteristics and the properties of different types of rice germplasm will be investigated, the phenotype genetic diversity of rice varieties in different areas and different types will be studied, and the genetic diversity of different rice germplasm resources using SSR molecular markers will be analyzed in the rice growth period of one season in Northwest dry area. The phenotype genetic diversity of rice varieties will be detected by SSR molecular markers to cluster and developed core collection germplasm, which will broaden the genetice basis for rice germplasm and lay the theretical foundation for parents selection in rice breeding in Northwest dry area for one season rice cultivation.

西北干燥单季稻作区是全国水稻的优质高产地区。水稻种质资源是水稻优良基因的载体，保护现有种质资源的遗传多样性，改良与创新利用是当前乃至长远种质资源研究工作的主要内容。有关西北干燥单季稻作区早粳稻种质资源遗传多样性及核心种质研究尚未见报道。本研究采取田间试验与室内实验相结合、形态性状与分子标记相结合的方法，对西北干燥单季稻作区的地方品种、选育品种和国内外引进的1000份早粳稻种质资源进行深入的评价和分析，摸清西北干燥单季稻作区不同类型水稻种质资源的生长特性与性状表现，研究不同地区、不同类型水稻品种的表型遗传多样性，并利用SSR分子标记对西北干燥单季稻作区不同水稻种质资源进行遗传多样性分析，进而从分子水平揭示西北干燥单季稻作区水稻种质资源的遗传特性，根据表型性状和分子数据进行聚类，构建核心种质，以拓宽西北干燥单季稻作区水稻种质资源的遗传基础，为西北干燥单季稻作区水稻育种中的亲本选择奠定理论基础。

水稻种质资源是水稻优良基因的载体，保护现有种质资源的遗传多样性，改良与创新利用是当前乃至长远种质资源研究工作的主要内容。本研究采取田间试验与室内实验相结合、形态性状与分子标记相结合的方法，对西北干燥单季稻作区的地方品种、选育品种和国内外引进的924份早粳稻种质资源进行深入的评价和分析，研究不同地区、不同类型水稻品种的表型遗传多样性，并利用SSR分子标记对西北干燥单季稻作区不同水稻种质资源进行遗传多样性分析，根据表型性状和分子数据进行聚类，构建核心种质，以拓宽西北干燥单季稻作区水稻种质资源的遗传基础。. 项目开展了924份西北早粳稻种质资源的田间种植和形态、农艺性状考查，分析了西北早粳稻种质资源表型性状遗传多样性和分子标记遗传多样性，构建出西北早粳稻水稻种质资源核心种质。结果表明：924份西北早粳稻9个质量性状的遗传多样性指数变幅在0.14~0.83，平均为0.53；15个数量性状的遗传多样性指数变幅在1.64~2.09，平均变幅为1.96，一次枝梗数和每穗实粒数表现出最大遗传多样性指数，均为2.09，株高、穗长、每穗总粒数、着粒密度、二次枝梗数、谷粒长、单株产量的遗传多样性指数均在2.00以上。以38对SSR引物对924份来自不同地区的水稻种质资源进行基因型遗传多样性分析，共检测到210个等位基因，平均等位基因数为5.5263，其中以引物RM3513、RM1306、RM333检测到的等位基因数最多，分别为10、12、10个；有效等位基因数变幅为1.0699~7.0980，平均为3.0278，其中以引物RM3513的有效等位基因数最高；Shannon指数的变幅为0.1671~2.0896，平均为1.1752，其中引物RM1136的Shannon指数最低；Neis基因多样性指数变幅在0.0653~0.8591，平均为0.6010。利用QGAStation V2软件对924份水稻种质资源农艺性状进行初步核心种质分析，共筛选出180份核心种质。用NTsys2.0对水稻种质资源SSR标记进行聚类分析，其结果再用最小距离逐步抽样法（LDSS），共得到171份材料，构建出由171份种质组成的西北早粳稻核心种质。所构建的核心种质能更好的保存原种质的遗传信息，为西北干燥单季稻作区水稻育种中的亲本选择奠定理论基础。