【优质】云南稻种磷高效特性相关性状的生态差异.docVIP

云南稻种磷高效特性相关性状的生态差异 曾亚文1,2*, 杜娟1, 普晓英1, 杨树明1, 杜威1, 杨涛2, 萧凤回2 1. 云南省农业科院生物技术与种质资源研究所云南 昆明 6502052. 云南农业大学云南 昆明 650201 云南不仅是世界稻种(Oryza sativa L.)最大的遗传和生态多样性中心之一，也是中国土壤类型最丰富的地区；中国南方和云南耕地65%以上缺乏有效磷，土壤缺磷已成为稻作生产的主要限制因子。文缺磷（速效磷6.26 mg·kg-1）适磷（速效磷40 mg·kg-1）酸性红壤以相对茎蘖数（RTA）、相对总质量（RTB）、相对地上质量（RDWU）和相对地下质量（RDWG）为参数，研究了来自云南省16个州市5个稻作区577份水稻核心种质的磷高效基因型及其生态差异，结果表明：低磷胁迫下云南稻核心种质的相对茎蘖数、相对总质量、相对地上质量和相对地下质量密切相关，这4个性状是水稻磷高效鉴定较可靠和方便的指标，并筛选出10个磷高效品种；磷高效基因型在籼粳间存在较大差异，但丁颖分类性状中的水陆、粘糯间差异较小；水稻磷高效品种广泛分布于5个稻作区和绝大多数州市，特别是磷高效极强品种主要来自云南稻种的遗传多样性中心（思茅、临沧、西双版纳、德宏和文山州）和基因多样性中心（南部边缘水陆兼作区）。这些结果有力地支持了水稻磷高效特性与酸性红壤和遗传多样性中心有关，更好地理解水稻磷高效特性的地理生态和遗传多样性机制。 磷高效相关参数核心种质生态差异云南稻种中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（200）0-0300-07土壤缺磷是限制全球作物生长和产量的主要非生物因素，然而世界上有58亿的土壤缺磷，约占世界耕地面积43％。磷缺乏广泛分布于孟加拉国、印度、尼泊尔、印度尼西亚、巴基斯坦，尤其是中国南部和越南，几乎都与栽培稻（Oryza Sativa L.）的多样性中心区密切相关[2,3]。中国大约79%的耕地土壤缺磷，尤其是中国南方及云南省的酸性红壤缺磷较为严重[4]。土壤培养是对作物磷高效特性鉴定理想可靠的鉴定方法。土壤溶液中由于磷易被土壤颗粒束缚而其扩散速度通常是非常缓慢的。水稻是世界上最重要的粮食，而中国是世界最大的稻米生产者。不同水稻磷高效基因型籼粳间存在明显差异[5]，磷高效受主基因控制[6]，有利于缺磷土壤培育高产品种。八个水稻基因型中，大多数在低磷处理的土壤增加苹果酸和草酸的分泌[7]。增强水稻耐低磷的能力比施肥更经济有效。 目前水稻磷高效品种培育及其基因定位克隆已有成功的报道。以低磷胁迫下水稻相对分蘖力、根质量和地上质量为指标水稻磷高效主效QTL定位于第12染色体上RM235和RM247区间相距0.2cM[8]。以磷高效间接相关的分蘖数为指标定位了耐低磷主效QTL Pup1与S10043标记共分离[9]，并克隆了OsPTF1基因能显著增强水稻耐低磷胁迫能力[10]。目前，水稻基因型鉴定依赖于磷缺乏对正常磷土壤条件下相对分蘖力方法[9~10]，该法与生育期质量和磷吸收率筛选相比有不损伤植株和易于测定等优点。 云南不仅是世界稻种最大遗传和生态多样性中心之一[3]，也是中国土壤类型的最丰富的地区。缺磷酸性红壤约占云南总耕地面积的65％以上。基于50526份中国水稻地方品种30个形态性状、4310份核心种质的50个形态性状和36个SSR分子标记研究揭示云南省是中国栽培稻最大遗传多样性中心[11,12]。来自5个稻区和16个州市的云南稻核心种质作供体培育出一批各种类型近等基因系,如苗期耐冷性[13]、磷高效等;该套核心种质对土壤无效磷的活化特性[14]、苗期耐冷性[15]和矿质元素含量[16]均存在明显差异。然而稻种磷高特性的遗传多样性中心与基因型间的关系，尤其酸性红壤下地方水稻籼粳、水陆、粘糯间磷高效特性差异迄今仍不十分清楚。本文报道了低磷胁迫的酸性红壤下云南地方稻核心种质基因型差异和遗传多样性间的关系，进一步阐明籼粳、水陆、粘糯间磷高效基因型差异，为筛选和培育出缺磷红壤区广泛适应的水稻品种提供基础材料，为“少投入，多产出，促进健康，保护环境”的第二次绿色革命作出贡献。 用于磷高效鉴定577份试验材料由526份地方稻核心种质和51份改良品种组成。526份核心种质代表了5285份云南地方水稻稻品种90%的遗传多样性，这是通过5285份云南地方稻31个性状，912份初级核心种质41个性状和12个等位酶位点，以及692份二级核心种质20个SSR标记筛选确定的[12]。 桶装试验的土壤来自云南2200米海拔30年多年未施过化学肥料的酸性红壤20 cm的表层土，经经云南省农科院土肥所测定pH=5.31,有机物43.4g·kg-1，有效磷6.26 mg·kg-1(土壤总磷1110 mg·