机械化旱直播以其节水、节本的优势,越来越受到关注,但是这种播种方式播种深度差别大,严重影响出苗率。全苗保苗难问题成为制约旱直播技术进一步推广的主要因素,中胚轴延长特性有助于旱直播水稻快速、整齐出苗。虽然关于中胚轴延长特性的水稻资源的筛选已有报道,但是仅有少部分品种中胚轴延长长度达到数厘米,而且旱直播常用品种半矮秆栽培稻,中胚轴延长能力差,出苗率低,严重影响直播稻产量。因此,筛选中胚轴延长能力强,顶土能力强,出苗率高的水稻种质资源,了解水稻中胚轴延长遗传机制,为培育长中胚轴特性品种提供中间材料和理论依据,有利于水稻旱直播技术的发展。中胚轴是影响水稻旱直播出苗率的重要性状,然而控制水稻中胚轴延长的遗传位点及基因还不清楚。2013年夏季通过两种培养方式鉴定了270份水稻微核心种质和典型水旱稻亲本合并组成的自然群体的中胚轴延长长度,取延长最长的粳稻扎西马、籼稻魔王谷内,研究光和温度对中胚轴延长长度的影响;同时取长中胚轴品种扎西马作为父本与本实验室育成的节水抗旱品种旱恢3号作为母本配制杂交组合,F1混收,自交收获F2代,单株收种,即为实验所用材料,对水稻中胚轴延长特性进行遗传分析。主要结果如下:1.温度对扎西马、魔王谷内中胚轴延长影响的研究,结果表明中胚轴延长长度变化呈现先升高后下降的趋势,低温抑制中胚轴延长,15℃时中胚轴是没有延长的,随着温度的升高中胚轴延长变化迅速,当温度达到30℃时中胚轴的延长效果达到最佳,温度继续升高,较高温度(35℃、40℃)抑制中胚轴延长,这种变化趋势在两个品种间一致性也很高。2.光照对扎西马、魔王谷内中胚轴延长影响的研究,种子露白生长第1-3天为中胚轴快速延长时期,中胚轴长度增加最快,第5天中胚轴延长已基本完成。随着光照处理时间的增加,光照处理6个小时,中胚轴延长受到显著抑制。间接可以看出来中胚轴延长停止需要一定的光照积累量。3.扎西马和旱恢3号构建的F3代群体包含1759个单株,其中胚轴延长长度呈正态分布,分别挑选中胚轴延长较长个体和中胚轴几乎不延长个体各70株,单株提取DNA构建长中胚轴和短中胚轴两个极端表型个体DNA混合池,利用Illumina HiSeqTM 2500进行测序,测序共得到79Gbp原始数据量,两个混合池分别得到了209375454和185547572原始序列,与参考基因组(RGAP7)的比对率达到了92.06%和91.9%,平均覆盖深度为60×,共挖掘到约2384892个SNP、359662个InDel,平均每个个体获得21445个SV变异,定位到18个区段,总长度为3206070bp,包含320个非同义突变的基因,66个移码突变的基因,306个同义突变的基因。4.通过全基因组范围内比较两个极端混合池SNP分布特性鉴定了控制水稻中胚轴延长的相关遗传位点,定位的区段主要分布在1、3、6、7、8、9、11、12号染色体上,极端表型混合池测序得到的结果与270份水稻微核心种质和典型水旱稻亲本合并成的自然群体GWAS定位结果比对,共筛选到23个基因,分析23个基因在光照前后、亲本间表达量差异,最终得到11个基因,可作为中胚轴延长候选基因进行后续分析。