水稻不同氮素水平下单株产量的关联分析(2)
到目前为止，评价氮素利用效率的指标大致可以归为七大类。第一类为水稻产量与氮素投入量的比值，反映的是每单位氮素投入量的稻谷产量，该方法既考虑到了土壤中的氮含量，又考虑到了氮肥施用量。第二类为水稻植株体内氮积累量占氮施用量的百分率，该指标主要考察了水稻品种对氮素的吸收效率。第三类为水稻干物质生产量与植株体内氮积累量的比值，反映出不同植株吸收氮素后转化积累的效率。第四类为稻谷生产量与氮素施用后的吸收量的比值，表示植株吸收氮转化为稻谷产量的能力。第五类是稻谷生产量与施氮量的比值，反映的是单位施肥量的稻谷产出比。第优尔类为水稻灌浆期前后氮积累量的比值，表示的是抽穗期前植株氮积累的转化效率。第七类为水稻籽粒氮积累量占植株全氮量的比值，表示植株氮向籽粒转运的效率。其中前三类的指标考虑了土壤中本身氮含量对水稻产量的影响，后四类的指标考虑的是植株对氮素的吸收利用效率，反映在各类实验中时需要设置不同氮素浓度的处理。在对这些指标进行研究的过程中发现，对同一种品种适用不同的评价指标往往会得到不同的结果，进一步说明了不同指标反映了水稻对氮素利用效率的不同方面，所以在设计实验时，需要充分考虑到评价指标的选定问题。
关联作图又称连锁不平衡作图（Linkage disequilibrium mapping，LD）或关联分析（Association analysis），是基于自然群体长期重组后位点间的连锁不平衡（LD）的基础，通过对标记和性状之间的相关性分析，鉴定与目标性状紧密关联的位点[5，6]。近年来对植物连锁不平衡的研究越来越多，从玉米、拟南芥、水稻发展到小麦、大麦以及一些果蔬作物等。玉米是异花授粉植物，其LD衰减较快。不同的玉米品种LD衰减距离相差较大，具有广泛变异的玉米自交系大约为1.5Kb[7]，而优良玉米自交系可达到100Kb[8]。水稻是高度自交的作物，Mather等[9]利用SNP标记对水稻的LD水平进行了检测，发现温带粳稻LD>500Kb，热带粳稻约为150Kb，而籼稻一般为75Kb左右，与玉米、拟南芥相比，水稻的衰减相对较慢[10]。
1 材料与方法
1．1 供试材料
试验材料来自中国华东、华南、华北、华中、西南、东北、西北以及亚洲其他地区。地理分布广泛。所有供试材料于2016年种植于南京农业大学土桥实验基地。分正常氮素供应田与零氮素供应田栽种，其中零氮素供应田为3年内未施用氮肥，正常氮素供应田施用氮肥量为16Kg/亩，两块地的磷肥与钾肥施用量均为4.5Kg/亩。两处田块中每一个水稻品种种植4行，每行10株，株行距均为16.5cm，宽行为23.5cm，窄行为16.5cm。采用常规田间栽培管理。材料表型数据的收集
针对水稻氮素利用效率研究目的，结合前人对该研究的报道，主要采用以下性状及其对应考察标准：不同氮素水平下单株产量（Yield per plant，YPP），单株产量比（Yield per plant ratio，YPPR）：在水稻抽穗后，测量每个品种小区中间3株，记录下单株产量。不同氮素水平下单株产量比=低氮素供应下单株产量/正常氮素供应下单株产量。
2.数据分析方法及相关软件
2.1 关联分析
群体的关联分析采用的是TASSEL 2.1软件（http://www.maizegenetics.net/bioinformatics）中GLM和MLM分析模型[11]。在多态性P值<0.1%时，可认为该标记对应性状之间存在显著性关联，R2代表表型变异解释率（PVE）。
TASSEL软件的GLM程序，是将各个个体的Q值作为协变量，对标记变异分别与各性状的表型变异进行回归分析。GLM的回归方程是：
Y_i=α+βI_pi+β_1 X_1i+β_2 X_2i+⋯+β_k X_ki+ε