产量潜力对于充分灌溉和水缺乏地区的水稻生产来说都是非常重要的性状。提高产量潜力也能带来水利用率的提高。在水稻和其它谷类作物中,籽粒产量取决于库源关系和光合产物的转运。对于灌溉条件下的剑叶表型已经有比较多的QTL研究；多数研究都是基于低通量的DNA分子标记。胁迫条件下的库源关系及其遗传机理尚不明确。本研究的目的在于阐明不同水分条件下的库源关系,检测不同水分条件下的库源性状QTL,分析遗传背景对相关QTL检测的影响。所用的材料是来自明恢63/02428组合的3个群体,包括226个明恢63背景导入系(MH63-ILs, BC2F8)、229个(02428-ILs, BC2F8)和262个重组自交系(RIL,F2：7)。分别在海南和北京的灌溉条件下进行3个群体的连续两年(2011和2012)的表型评价；在海南胁迫条件下进行双向导入系(即MH63-ILs和02428-ILs)连续两年(2011和2012)的表型评价。共检测了24个性状,其中包括6个源性状(剑叶长(FLL)、剑叶宽(FLW)和剑叶响积(FLA)以及倒二叶长(SLL)、倒二叶宽(SLW)和倒二叶面积(SLA))、3个库性状(有效穗数(PN)、每穗粒数(GNP)和千粒重(TGW))、9个农艺性状(抽穗期(HD)、株高(PH)、穗长(PL)、实粒数(FGN)、瘪粒数(UFGN)、小穗育性(SPF)、生物学产量(BIO)、收获指数(HI)、穗重(GWP)和产量(GY))以及5个粒型性状(粒长(GL)、粒宽(GW)、粒厚(GT)、长宽比(GLWR)和籽粒体积(GV))。利用均匀分布于基因组的265个SNP标记进行基因型鉴定。检测了包括加性和两维互作在内的QTL。卞要结果如下：1.在灌溉条件下,源性状与库性状(特别是GNP)表现正相关。其中FLW、SLW、FLA、以及SLA的相关性很高(P<0.0001)；在干旱胁迫条件下,这样的主要表现在相关源性状与GNP之间。源性状与PN表现负相关,特别是水旱条件下的FLW和SLW。源性状与TGW的相关大都不显著。2.全部6个源性状与农艺性状(特别是GWP、FGN、PL和BIO)在灌溉条件下表现正关,而在胁迫条件下,这样的正相关只有部分表现,例如FLL和FLA与GWP和FGN、FLL、FLA、SLL和SLA与PL,以及FLW、SLW和SLA与BIO之间。源性状与灌溉条件下的HI、SPF和UFGN不相关,然而在干旱胁迫条件下,FLL与HI,FLL和FLA与SPF,以及SLA与UFGN都有显著正相关。源性状与株高的相关性表现不一,从负相关、不相关直到正相关。源性状与产量正相关,特别是2012年海南(HN12)灌溉条件下的FLA和SLA以及胁迫条件下的FLL和FLA。在02428-ILs和RILs中,源性状与GW和GV正相关,在MH63-ILs中源性状与GT在灌溉条件下负相关,在胁迫条件下则表现正相关。3.遗传背景效应对相关QTL的检测有显著的影响。MH63-ILs的平均轮回亲本基因组比例高达94.45%,其中检测到的QTL统计效应(LOD)和遗传效应都比02428-ILs(平均轮回亲本基因组比例79.62%)中相应的位点要高很多。相比之下,RILs中检测到QTL是数量最少、效应最小。对3套群体灌溉和胁迫条件下的24个性状一共检测到502个主效QTL位点,这些位点大多数(97.0%)具备2-11个独立证据的支持；只有11个灌溉条件下的QTL以及4个胁迫条件下的QTL仅有单个证据支持。源性状共检测到114个QTL(R2=1.55-49.73%),其中49个只在灌溉条件下检测到,14个只在胁迫条件下检测到,而有51个(44.7%)在两种水分条件下都检测到。库性状共检测到42个QTL(R2=1.6-42.8%),其中22个(52.3%)在两种水分条件下均检测到,11个只在灌溉条件下检测到,而9个是胁迫条件下特异的。一共检测到241个农艺性状QTL(R2=1.6-55.8%),其中139个(57.7%)是两种水分条件下共同检测到的位占.分别有59个和21个属干灌溉条件和胁迫条件特异的QTL位点。粒型的位点一共有105个(R2=1.6-66.1%),其中45.7%(48个)在两种水分条件下均检测到,灌溉和胁迫特异的位点则分别为50和7个。有148个位点是独立于遗传背景的(即在两个遗传背景下均能检测到),占全部位点的27.9%；它们具备至少4个独立证据的支持。其中有69个位点(49.2%)在所有群体中均检测到。在中等干旱胁迫下,SLL的胁迫特异QTL(6个)比其它源性状的QTL(2个FLA、2个FLL、2个SLA、2个SLW的QTL和1FLW的QTL)的检出频率更高；FLA和FLL对表型变异的贡献更大,这可能跟FLA和FLL在胁迫下与库性状的相关性更高有一定的关系。4.在QTL定位的水平上,源性状的位点与库性状、农艺性状或粒型性状的位点定位在相同的染色体区域,呈现遗传重叠的特征,从一个方面也支持了它们之间的表型相关性。这种遗传重叠可能是紧密连锁,也可能是一因多效。在MH63-ILs、2428-ILs和RILs中分别在检测到502个QTL位点中的246、278和216个；包含有5个QTL以上的遗传重叠区域则分别有29、32和27个。其中,第4染色体的M110-M114(27,293,771-35,249,935bp)区域在灌溉和胁迫条件下均检测到FLL、FLW、FLA、SLL、 SLW、SLA和GNP的位点,并独立于遗传背景。这个区域包含之前本实验室报道的主效基因(SSl)。此外,本研究还在第5染色体上的M19-M30(24,694,141-36,369,760bp)和M115-M118(591,451-7,310,209bp)区域以及第10染色体的M222-M226(17,551,097-22,500,927bp)检测到了的与不同水分条件下的源库及农艺和粒型等性状有关的遗传重叠区域。这些遗传重叠区域为增进人们对于干旱胁迫下的库源性状遗传机理的了解提供有用的信息,并可为雨养地区水稻基于MAS的遗传改良提供帮助。同时也检测到了相关性状在两种水分条件下的二维互作,这样的互作在02428-ILs和RILs中相对较多。总之,上述库源性状的QTL特别是遗传重叠区域将为基于MAS育种的灌溉和胁迫下的水稻产量潜力遗传改良提供有用的信息。