本文選題：玉米[Zea + Mays(L.)Merr.]�。� 參考：《揚州大學》2016年碩士論文

【摘要】：核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶／加氧酶(Rubisco)是植物光合作用的關鍵酶,在植物體內其羧化活性很低,受到Rubisco活化酶(Rubisco activase簡稱RCA)的調節(jié)。RCA在植物光能利用和產量建成方面具有重要作用,已經成為作物高產育種的潛在靶點。研究調控RCA基因表達的遺傳機理對于解析作物光合作用和產量建成的遺傳基礎,培育高產品種具有重要的理論意義和應用價值。前期我們從玉米中克隆了2個RCA基因,即ZmRCAα和ZmRCAβ,這兩個基因的表達量在來自沿江地區(qū)農科所的123份玉米自交系中與產量呈顯著正相關關系,其中ZmRCAβ的表達量與產量的相關系數高于ZmRCAα和3個C4高光效基因。因此,本研究首先以RA和M53構建的242份玉米重組自交系群體(RIL)為材料,連續(xù)兩年在大田種植條件下,測定灌漿期ZmRCAβ的表達水平和產量,結合RIL群體的916個標記信息進行連鎖分析,定位產量QTL和調控RCA基因表達的eQTL;然后以235份玉米自交系為材料,測定灌漿期ZmRCAβ的表達水平和產量,結合558629個SNP標記信息進行全基因組關聯(lián)分析,定位產量QTL和調控RCA基因表達的eQTL;并在235份自交系中篩選調控ZmRCAβ表達的最優(yōu)啟動子。主要研究結果如下：1.連鎖分析共檢測到5個控制mRCAβ基因表達的eQTL和4個產量QTL (LOD2.5).5個eQTL分別位于2號和4號染色體,我們將其命名為qRCA2.1、qRCA4.1、qRCA4.2、qRCA4.3和qRCA4.4, LOD值為3.11-4.96,貢獻率為5.31%-7.5%：在兩年試驗中我們重復檢測到qRCA4.2、qRCA4.3和qRCA4.4,且qRCA4.2是ZmRCAβ的cis-eQTL,其余eQTL是trans-eQTL。4個產量QTL分別位于1號、8號和9號染色體,我們將其命名為qSY1.1、qSY1.2、qSY8.1和qSY9.1,LOD值為2.68-3.23,貢獻率為4.68%%o-5.69%。2.全基因組關聯(lián)分析共檢測到9個控制ZmRCAβ基因表達的eQTL和2個產量QTL (-logP4.54)。9個eQTL分別位于2號、4號、5號、8號和10號染色體,我們將其命名為qNRCA2.1、qNRCA2.2、qNRCA2.3、qNRCA4.1、qNRCA4.2、qNRCA5.1、qNRCA5.2、qNRCA8.1和qNRCA10.1,-logP值為4.54-5.73；其中NRCA4.1是ZmRCAβ的cis-eQTL,其余eQTL是trans-eQTL。2個產量QTL均位于5號染色體,我們將其命名為qNSY5.1和‘qNSY5.2,-logP值均是4.54。3.啟動子分析將ZmRCAβ表達水平與ZmRCAβ啟動子序列進行候選基因關聯(lián)分析,結果3個核苷酸多態(tài)位點被檢測到與ZmRCAβ表達水平顯著相關,依據這3個位點將啟動子分成4種類型,分別是Type1、Type2、Type3和Type4,其中具有Type4啟動子的自交系的基因表達水平最高,Type4啟動子是235份自交系中ZmRCAβ基因的最優(yōu)啟動子。
[Abstract]:Nuclear ketone carbohydrate -1,5- two phosphate carboxylase / oxygenase (Rubisco) is the key enzyme in plant photosynthesis, its carboxylation activity is very low in plants, and is regulated by Rubisco Activase (Rubisco Activase for short RCA).RCA in the use of light energy and production of plants. It has become a potential target for high yield breeding in crops. The genetic mechanism of regulating the expression of RCA gene is of great theoretical and practical value for the analysis of the genetic basis of crop photosynthesis and production and the cultivation of high yield varieties. 2 RCA genes, ZmRCA A and ZmRCA beta, were cloned from maize in the earlier period, and the amount of the two genes was reached in 123 maize from the Agricultural Institute along the river region. In the inbred lines, there was a significant positive correlation with yield, and the correlation coefficient of ZmRCA beta expression and yield was higher than that of ZmRCA A and 3 C4 high photosynthetic efficiency genes. Therefore, 242 maize inbred lines (RIL) were first constructed with RA and M53 as the material, and the expression level of ZmRCA beta during the filling period was measured for two years in the field of field planting. Linkage analysis was carried out with 916 labeling information of RIL population to locate yield QTL and eQTL to regulate RCA gene expression. Then, 235 maize inbred lines were used as materials to determine the expression level and yield of ZmRCA beta during grain filling period, and combined with 558629 SNP marker information to carry out all gene group association analysis to locate the yield QTL and regulate the expression of RCA gene. The optimal promoter of ZmRCA beta expression was screened in 235 inbred lines. The main results were as follows: 1. linkage analysis detected a total of 5 eQTL controlling mRCA beta gene expression and 4 Yield QTL (LOD2.5).5 eQTL on chromosome 2 and 4 respectively. The value is 3.11-4.96, and the contribution rate is 5.31%-7.5%: in the two years of experiment, we repeated qRCA4.2, qRCA4.3 and qRCA4.4, and qRCA4.2 is the cis-eQTL of ZmRCA beta, and the other eQTL is QTL on chromosome 1, 8 and 9. %%o-5.69%.2. whole genome association analysis detected 9 eQTL and 2 QTL (-logP4.54).9 eQTL for controlling the expression of ZmRCA beta gene in 2, 4, 5, 8 and 10, respectively. NRCA4.1 is the cis-eQTL of ZmRCA beta, and the other eQTL is trans-eQTL.2 on chromosome 5. We name it qNSY5.1 and qNSY5.2, and -logP values are 4.54.3. promoter analysis, and the ZmRCA beta expression level is associated with the candidate gene of the ZmRCA beta promoter sequence, and the results of the 3 nucleotide polymorphisms are detected and detected. The expression level of RCA beta is significantly correlated. The promoter is divided into 4 types based on these 3 sites, which are Type1, Type2, Type3 and Type4, among which the gene expression level of the inbred line with Type4 promoter is the highest, and the Type4 promoter is the best promoter of the ZmRCA beta gene in the 235 inbred lines.
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S513

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本文編號：2068455