倒伏使水稻光合产物的形成、运输和转化受阻,限制产量潜力的发挥。如遇阴雨天气则引起霉变和穗发芽,对稻米的品质产生不良影响。水稻倒伏有茎部倒伏和根倒伏两种,其中茎部倒伏的发生最为普遍,是造成水稻减产的重要原因。前人对影响水稻茎部倒伏的相关形态及生理性状有较深入的探讨,但多数研究往往集中在植株倒伏的某一个或某几个性状上,缺乏较为系统的研究与阐述。 本研究利用珍汕97B/密阳46重组自交系群体(RILs),通过对影响水稻茎部抗倒伏能力的单株倒伏抵抗力和16个茎部相关性状进行相关分析、逐步回归分析和通径分析等研究,探讨有关茎秆性状与水稻抗倒伏能力的关系,着重应用该群体构建的分子标记连锁图谱,对与水稻抗倒伏密切相关的性状进行QTL定位和加×加上位性分析,探究其遗传基础。主要结果如下: 1.在所涉目标性状中,除上部3节间长外,其他性状均与单株倒伏抵抗力存在显著或极显著相关关系。基部Ⅰ伸长节间粗和基部Ⅱ伸长节间单位节间重与单株倒伏抵抗力的简单相关系数最大,分别为0.37、0.36。逐步回归分析表明,株高、上部1节间长、基部Ⅱ伸长节间粗、基部Ⅰ伸长节间粗和基部Ⅱ伸长节间单位节间重等5个性状对单株倒伏抵抗力的偏回归系数达显著水平。经通径分析,5个性状对单株倒伏抵抗力的贡献大小依次为:基部Ⅰ节间粗>株高>基部Ⅱ节间单位节间重>上部1节间长>基部Ⅱ节间粗,分别解释单株倒伏抵抗力21.16%、17.64%、9.00%、3.61%和2.56%的变异。 2.与单株倒伏抵抗力显著相关的14个性状在RILs群体中基本呈正态分布,表现出数量性状的特点。所有性状在双亲之间均存在显著或极显著差异,除株高、上部1节间长和基部Ⅰ伸长节间粗外,其余12在重组自交系中均表现双向超亲分离。 3.对株高及其构成性状进行QTL定位,共检测到加性效应QTLs 21个、加性×加性互作31对。各性状QTL个数由1个到6个不等,单个QTL解释的遗传变异范围在3.57%～28.21%之间。其中检测到控制非伸长节间数、位于第6染色体RM197-RZ516区段的QTL能解释该性状28.21%的变异,LOD值高达13.67。同时在该区段还检测剑控制上部2节间长、总叶数和穗重的QTL,均能解释性状17.16%～24.74%的变异。 4.进一步对单株倒伏抵抗力和基部Ⅰ、Ⅱ伸长节间性状进行QTL定位,共检测到加性效应QTL16个,分别解释7个目标性状12.9%、20.74%、29.1%、41%、35.7%、15.4%和10.6%的变异。同时,还检测到上位性效应QTL33对,虽然单个互作对解释性状变异较小,但由于个性状检测到的互作对较多,累计贡献率仍较大。 5.在本研究结果中,关系密切的性状定位在相同或相近的染色体区域。如在第1染色体短臂和第6染色体短臂等基因组区域,检测到多个位于相同或相近区间、控制关系密切性状的QTLs。 另外,还筛选出13份抗倒伏能力高于汕优10号的株系,可以作为水稻抗倒伏育种重要备选材料加以利用。