水稻粒形相關(guān)性狀的GWAS分析和基因挖掘
發(fā)布時(shí)間:2021-08-15 09:30
水稻粒形是重要的產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀,其評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括粒長(zhǎng)、粒寬、粒重和長(zhǎng)寬比等。利用全基因組關(guān)聯(lián)分析(Genome-wide association study,GWAS)的方法,挖掘水稻粒形性狀優(yōu)異基因資源并進(jìn)行功能研究,有助于更好的了解調(diào)控水稻粒形的分子機(jī)制,進(jìn)一步改良、利用優(yōu)異水稻品種資源。本研究選擇161份水稻秈稻品種構(gòu)成的自然群體為試驗(yàn)材料。材料的粒長(zhǎng)、粒寬、粒重及長(zhǎng)寬比四個(gè)粒形性狀表型統(tǒng)計(jì)及相關(guān)性分析顯示,該群體存在豐富的遺傳變異,粒形性狀是受多基因控制的典型的數(shù)量性狀,能夠采用GWAS方法對(duì)該水稻自然群體進(jìn)行基因定位分析。結(jié)合測(cè)序結(jié)果在全基因組范圍內(nèi)共篩選了16352個(gè)高質(zhì)量SNP位點(diǎn),所有SNP位點(diǎn)在水稻12條染色體上的分布數(shù)量不同。多態(tài)性信息含量值(Polymorphic information content,PIC)表明篩選的SNP標(biāo)記多態(tài)性較為豐富,能夠進(jìn)行覆蓋水稻全基因組的GWAS分析。對(duì)161份材料的SNP數(shù)據(jù)計(jì)算得到遺傳距離并進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系分析,按照遺傳距離遠(yuǎn)近可以將161份材料分為A、B兩大類,B類材料可劃分成I、II亞類;親緣關(guān)系值及親緣關(guān)系...
【文章來源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
水稻主要粒形基因的調(diào)控解析(Li,2016)
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第一章緒論7與預(yù)期頻率之間的差異。假設(shè)兩個(gè)基因座上有兩對(duì)連鎖的等位基因A、a、B、b,以G(x)代表單倍型基因頻率,則各個(gè)單倍型頻率可認(rèn)為是G(AB)、G(Ab)、G(aB)和G(ab)。假設(shè)G(AB)=G(A)(B),一般用D值來衡量?jī)晌稽c(diǎn)之間是否存在連鎖平衡,D=G(AB)-G(A)f(B)。D=0時(shí)表示連鎖平衡,D>0表示連鎖不平衡,D=1表示完全連鎖不平衡(DEVLINetal.,1995;WANGetal.,2005)。實(shí)際中,LD衡量的指標(biāo)有很多,其中D’和r2最常用,一般以D’和r2(兩者取值范圍均為0~1)表示未點(diǎn)間的連鎖不平衡程度,D’是D與D最大(D>0)或最小(D<0)可能值的比值,r2為D2與各等位基因頻率乘積的比值。D’和r2算法不同,表達(dá)的意義也不同。D’=1時(shí)連鎖平衡;D’≠1時(shí)連鎖不平衡,而r2=1完全連鎖不平衡(GAUTetal.,2003;KEetal.,2004)。1.3.3全基因組關(guān)聯(lián)分析的研究策略GWAS的基本策略如圖1-2圖1-2全基因組關(guān)聯(lián)分析的研究策略(侯青青,2016)Fig.1-2TheresearchstratedyofGWAS1.3.4種質(zhì)材料的選擇用于全基因組關(guān)聯(lián)分析的種質(zhì)資源材料往往具有豐富的遺傳變異,可以同時(shí)對(duì)多個(gè)性狀進(jìn)行分析;同時(shí)材料群體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,稀有變異多,遺傳信息丟失明顯。豐富的遺傳變異以及高密度的
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第三章結(jié)果與分析20第三章結(jié)果與分析3.1四個(gè)粒形性狀表型統(tǒng)計(jì)分析本研究以來源于中國(guó)11個(gè)省份161份水稻秈稻品種構(gòu)成的自然群體為試驗(yàn)材料。對(duì)該自然群體的四個(gè)粒形性狀表型統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示(表3-1),粒長(zhǎng)、粒寬、粒重、籽粒長(zhǎng)寬比的平均值分別為8.37mm、2.97mm、26.05g和2.87;變異系數(shù)(CoefficientofVariation,CV)介于9.09%~20.20%之間,粒重的變異系數(shù)值最大,粒寬的變異系數(shù)值最小,該自然群體的四個(gè)粒形性狀有豐富的遺傳變異。四個(gè)粒形相關(guān)性狀的頻次分布呈現(xiàn)出顯著的正態(tài)分布特征(圖3-1),相關(guān)性結(jié)果(圖3-2)表明粒長(zhǎng)與粒寬之間表現(xiàn)為弱負(fù)相關(guān),與長(zhǎng)寬比、粒重之間表現(xiàn)為正相關(guān);粒寬與粒重之間表現(xiàn)為正相關(guān),與長(zhǎng)寬比之間表現(xiàn)為高度負(fù)相關(guān)。分析結(jié)果表明水稻粒形性狀是典型的數(shù)量性狀,受多基因控制,能夠采用GWAS方法對(duì)該水稻自然群體進(jìn)行基因定位分析。表3-1四個(gè)粒形相關(guān)性狀表型統(tǒng)計(jì)分析Table3-1Statisticalanalysisofphenotypesoffourgrainshape-relatedtraits性狀均值標(biāo)準(zhǔn)差最大值最小值變異系數(shù)TraitMeanSDMaxMinCV/%粒長(zhǎng)GL(mm)8.370.8311.197.099.92粒寬GW(mm)2.970.273.562.279.09千粒重TGW(g)26.055.2639.3416.9320.20長(zhǎng)寬比GLW2.870.474.332.2016.38圖3-1粒形相關(guān)性狀的頻次分布Fig.3-1FrequencydistributionofgrainshaperelatedtraitsA:千粒重B:粒長(zhǎng)C:粒寬D:長(zhǎng)寬比A:grainweightB:grainlengthC:grainwidthD:grainaspectratio
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)水稻品種資源研究進(jìn)展與展望[J]. 魏興華. 中國(guó)稻米. 2019(05)
[2]稻種資源收集、保存和更新中存在的問題及對(duì)策[J]. 江川,朱業(yè)寶,張丹,鄭蘋立,王金英. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]水稻等重要作物種子的保存與管理體系探究[J]. 孔憲琴,張小惠,李春生,張克勤,胡光連. 中國(guó)稻米. 2018(04)
[4]東南亞國(guó)家引進(jìn)水稻種質(zhì)的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)分析[J]. 張曉麗,呂榮華,唐茂艷,王強(qiáng),陳雷,郭輝,梁天鋒,高國(guó)慶. 植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]野生稻種質(zhì)在水稻高產(chǎn)育種上的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 盛文濤,吳俊,柏斌,饒友生. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(02)
[6]水稻復(fù)雜性狀研究的新途徑:水稻重要農(nóng)藝性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析[J]. 侯青青,司麗珍,黃學(xué)輝,韓斌. 生命科學(xué). 2016(10)
[7]淺談水稻種質(zhì)資源概況[J]. 王明湖,蔣琪,章志遠(yuǎn). 上海農(nóng)業(yè)科技. 2016(04)
[8]浙江省稻種資源的保護(hù)與利用[J]. 魏興華. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(05)
[9]保護(hù)種質(zhì)資源關(guān)乎中國(guó)糧食安全[J]. 黃偉偉. 食品安全導(dǎo)刊. 2015(08)
[10]Clustered spikelets 4,encoding a putative cytochrome P450 protein CYP724B1,is essential for rice panicle development[J]. Min Guo,Yi-Hao Yang,Min Liu,Qing-Cai Meng,Xiu-Hong Zeng,Ling-Xia Dong,Shu-Zhu Tang,Ming-Hong Gu,Chang-Jie Yan. Chinese Science Bulletin. 2014(31)
博士論文
[1]水稻粒型主效基因qSS7的定位與鑒定[D]. 邱先進(jìn).華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]水稻7個(gè)粒型基因遺傳效應(yīng)的初步分析[D]. 梁彥麗.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3344289
【文章來源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
水稻主要粒形基因的調(diào)控解析(Li,2016)
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第一章緒論7與預(yù)期頻率之間的差異。假設(shè)兩個(gè)基因座上有兩對(duì)連鎖的等位基因A、a、B、b,以G(x)代表單倍型基因頻率,則各個(gè)單倍型頻率可認(rèn)為是G(AB)、G(Ab)、G(aB)和G(ab)。假設(shè)G(AB)=G(A)(B),一般用D值來衡量?jī)晌稽c(diǎn)之間是否存在連鎖平衡,D=G(AB)-G(A)f(B)。D=0時(shí)表示連鎖平衡,D>0表示連鎖不平衡,D=1表示完全連鎖不平衡(DEVLINetal.,1995;WANGetal.,2005)。實(shí)際中,LD衡量的指標(biāo)有很多,其中D’和r2最常用,一般以D’和r2(兩者取值范圍均為0~1)表示未點(diǎn)間的連鎖不平衡程度,D’是D與D最大(D>0)或最小(D<0)可能值的比值,r2為D2與各等位基因頻率乘積的比值。D’和r2算法不同,表達(dá)的意義也不同。D’=1時(shí)連鎖平衡;D’≠1時(shí)連鎖不平衡,而r2=1完全連鎖不平衡(GAUTetal.,2003;KEetal.,2004)。1.3.3全基因組關(guān)聯(lián)分析的研究策略GWAS的基本策略如圖1-2圖1-2全基因組關(guān)聯(lián)分析的研究策略(侯青青,2016)Fig.1-2TheresearchstratedyofGWAS1.3.4種質(zhì)材料的選擇用于全基因組關(guān)聯(lián)分析的種質(zhì)資源材料往往具有豐富的遺傳變異,可以同時(shí)對(duì)多個(gè)性狀進(jìn)行分析;同時(shí)材料群體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,稀有變異多,遺傳信息丟失明顯。豐富的遺傳變異以及高密度的
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第三章結(jié)果與分析20第三章結(jié)果與分析3.1四個(gè)粒形性狀表型統(tǒng)計(jì)分析本研究以來源于中國(guó)11個(gè)省份161份水稻秈稻品種構(gòu)成的自然群體為試驗(yàn)材料。對(duì)該自然群體的四個(gè)粒形性狀表型統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示(表3-1),粒長(zhǎng)、粒寬、粒重、籽粒長(zhǎng)寬比的平均值分別為8.37mm、2.97mm、26.05g和2.87;變異系數(shù)(CoefficientofVariation,CV)介于9.09%~20.20%之間,粒重的變異系數(shù)值最大,粒寬的變異系數(shù)值最小,該自然群體的四個(gè)粒形性狀有豐富的遺傳變異。四個(gè)粒形相關(guān)性狀的頻次分布呈現(xiàn)出顯著的正態(tài)分布特征(圖3-1),相關(guān)性結(jié)果(圖3-2)表明粒長(zhǎng)與粒寬之間表現(xiàn)為弱負(fù)相關(guān),與長(zhǎng)寬比、粒重之間表現(xiàn)為正相關(guān);粒寬與粒重之間表現(xiàn)為正相關(guān),與長(zhǎng)寬比之間表現(xiàn)為高度負(fù)相關(guān)。分析結(jié)果表明水稻粒形性狀是典型的數(shù)量性狀,受多基因控制,能夠采用GWAS方法對(duì)該水稻自然群體進(jìn)行基因定位分析。表3-1四個(gè)粒形相關(guān)性狀表型統(tǒng)計(jì)分析Table3-1Statisticalanalysisofphenotypesoffourgrainshape-relatedtraits性狀均值標(biāo)準(zhǔn)差最大值最小值變異系數(shù)TraitMeanSDMaxMinCV/%粒長(zhǎng)GL(mm)8.370.8311.197.099.92粒寬GW(mm)2.970.273.562.279.09千粒重TGW(g)26.055.2639.3416.9320.20長(zhǎng)寬比GLW2.870.474.332.2016.38圖3-1粒形相關(guān)性狀的頻次分布Fig.3-1FrequencydistributionofgrainshaperelatedtraitsA:千粒重B:粒長(zhǎng)C:粒寬D:長(zhǎng)寬比A:grainweightB:grainlengthC:grainwidthD:grainaspectratio
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)水稻品種資源研究進(jìn)展與展望[J]. 魏興華. 中國(guó)稻米. 2019(05)
[2]稻種資源收集、保存和更新中存在的問題及對(duì)策[J]. 江川,朱業(yè)寶,張丹,鄭蘋立,王金英. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]水稻等重要作物種子的保存與管理體系探究[J]. 孔憲琴,張小惠,李春生,張克勤,胡光連. 中國(guó)稻米. 2018(04)
[4]東南亞國(guó)家引進(jìn)水稻種質(zhì)的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)分析[J]. 張曉麗,呂榮華,唐茂艷,王強(qiáng),陳雷,郭輝,梁天鋒,高國(guó)慶. 植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]野生稻種質(zhì)在水稻高產(chǎn)育種上的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 盛文濤,吳俊,柏斌,饒友生. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(02)
[6]水稻復(fù)雜性狀研究的新途徑:水稻重要農(nóng)藝性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析[J]. 侯青青,司麗珍,黃學(xué)輝,韓斌. 生命科學(xué). 2016(10)
[7]淺談水稻種質(zhì)資源概況[J]. 王明湖,蔣琪,章志遠(yuǎn). 上海農(nóng)業(yè)科技. 2016(04)
[8]浙江省稻種資源的保護(hù)與利用[J]. 魏興華. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(05)
[9]保護(hù)種質(zhì)資源關(guān)乎中國(guó)糧食安全[J]. 黃偉偉. 食品安全導(dǎo)刊. 2015(08)
[10]Clustered spikelets 4,encoding a putative cytochrome P450 protein CYP724B1,is essential for rice panicle development[J]. Min Guo,Yi-Hao Yang,Min Liu,Qing-Cai Meng,Xiu-Hong Zeng,Ling-Xia Dong,Shu-Zhu Tang,Ming-Hong Gu,Chang-Jie Yan. Chinese Science Bulletin. 2014(31)
博士論文
[1]水稻粒型主效基因qSS7的定位與鑒定[D]. 邱先進(jìn).華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]水稻7個(gè)粒型基因遺傳效應(yīng)的初步分析[D]. 梁彥麗.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3344289
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