【摘要】：莖和根是植物經(jīng)過長(zhǎng)期進(jìn)化形成的兩種重要器官,分別發(fā)揮光合作用和營(yíng)養(yǎng)吸收的功能。以往研究大多集中于對(duì)根莖生長(zhǎng)生理和分子機(jī)制的解釋,但莖和根在生長(zhǎng)過程中也存在著密切的相互作用,其遺傳基礎(chǔ)、二者協(xié)同調(diào)控植物生長(zhǎng)的機(jī)制仍有待探究。本研究以胡楊全同胞F1代群體為研究對(duì)象,調(diào)查幼苗發(fā)育過程中胚根與胚芽的生長(zhǎng)性狀動(dòng)態(tài)變化。通過建立三種功能基因定位模型定位調(diào)控主莖和主根生長(zhǎng)的數(shù)量性狀基因位點(diǎn)。第一,使用傳統(tǒng)單一性狀功能定位模型分別對(duì)兩種生長(zhǎng)性狀進(jìn)行基因定位;第二,使用互作性狀功能定位模型對(duì)兩種生長(zhǎng)性狀開展聯(lián)合基因定位;第三,使用復(fù)合性狀功能定位模型對(duì)兩性狀的加和(主軸)進(jìn)行基因定位。主要結(jié)果如下:(1)單一性狀功能定位模型分別定位到1 1個(gè)與主莖生長(zhǎng)相關(guān)的QTL位點(diǎn)和8個(gè)與主根生長(zhǎng)相關(guān)的QTL位點(diǎn)。基因型分離曲線呈現(xiàn)出早晚差異,如與ATP酶活性有關(guān)的ABCB8基因促使主根長(zhǎng)表型呈現(xiàn)出較早(20天)的表型分化。(2)互作性狀功能定位模型定位到8個(gè)與根莖相關(guān)的QTL位點(diǎn),其中GLUR、PCFS4、F-box和UBQ基因多效性的調(diào)控主根長(zhǎng)和主莖高兩種性狀的生長(zhǎng)。該模型將主根長(zhǎng)和主莖高的遺傳互作可視化,如涉及多種生物學(xué)過程的GLUR基因既顯著影響主根長(zhǎng)的生長(zhǎng)(40天-75天),又顯著影響主莖高的生長(zhǎng)(50天-85天)。(3)復(fù)合性狀功能定位模型定位到7個(gè)與主軸生長(zhǎng)相關(guān)的QTL位點(diǎn)。該模型將基因如何通過組成性狀影響復(fù)合性狀的過程可視化,如多聚腺苷酸化因子PCFS4基因先單獨(dú)通過影響主根長(zhǎng)生長(zhǎng)調(diào)控主軸的生長(zhǎng)(0-25天),后同時(shí)多效性的影響主莖高和主根長(zhǎng)生長(zhǎng)(25天-85天),第67天為PCFS4基因?qū)χ髑o生長(zhǎng)的作用反超對(duì)主根生長(zhǎng)的作用的節(jié)點(diǎn),即主要通過影響主莖的生長(zhǎng)影響主軸的生長(zhǎng)。(4)三種模型各有側(cè)重且均定位到了相同的基因BHLH98、QWRF、PCFS4、UBQ。三類功能基因定位模型為植物主莖高和主根長(zhǎng)遺傳控制機(jī)制的研究提供了新思路。研究結(jié)果進(jìn)一步揭示了沙漠樹種地上地下互作對(duì)樹木適應(yīng)干旱土壤環(huán)境的影響,以及地上地下兩種生長(zhǎng)機(jī)制的內(nèi)在聯(lián)系。
【圖文】：

實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線圖

利用人工雜交獲得的種子，經(jīng)試管萌發(fā)試驗(yàn)，共對(duì)４０８?jìng)�(gè)單株獲得１２－１６個(gè)時(shí)間逡逑點(diǎn)的表型數(shù)值。對(duì)所有子代的莖高和主根長(zhǎng)繪制表型隨生長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)的變化曲線，，用逡逑Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程擬合，得到其平均生長(zhǎng)曲線（圖２．１）。圖２．１c彩境雋嚼啾硇馱諶禾逅義掀蕉即嬖諍艽蟊湟歟鎏寮瀋で咝甭什鉅烀饗浴＞」鼙硇偷韃樵謚腫用確⒑蟮冢沖義細(xì)鱸陸崾�，但薁刻ｅP紓椋螅簦椋閔し匠痰哪夂轄峁逑至爍媒錐穩(wěn)勻淮τ諍鈑酌緗ǔ曬義銑討校有頹叩鬧甘嗍逼�。茎高用匃根长碘c驕で吣Ｊ獎(jiǎng)硐紙銜詠�，曲线辶x蝦蟛糠殖氏鄭有頹叩南咝隕そ錐危碓誆皇蓯怨蕓占湎拗鋪跫祿蜃勻簧ぷ村義咸攏酌緇菇烤⒊中咝栽齔さ墓媛捎肭魘�。辶x希鈴危洛義希保埃板危保叮板義希翦危垮義希媯紓罰靛危歟保玻板危咤義�？Ｉｑw危澹剩媯

本文編號(hào)：2699138