水稻苗期耐鹽QTLqSTS8的精細(xì)定位與候選基因預(yù)測(cè)
發(fā)布時(shí)間:2020-05-18 06:40
【摘要】:土壤鹽漬化是危害水稻生產(chǎn)的重要非生物脅迫之一。近年來(lái)隨著氣候變暖、不合理灌溉以及過(guò)量施用化肥等農(nóng)業(yè)措施的影響,我國(guó)農(nóng)業(yè)用地鹽堿化程度不斷加深。水稻是我國(guó)主要的糧食作物之一,也是一種鹽敏感作物,土壤鹽漬化對(duì)水稻生產(chǎn)的發(fā)展影響很大。利用分子手段定位、克隆水稻苗期耐鹽基因并應(yīng)用于耐鹽水稻品種的選育已成為提高水稻耐鹽性,充分利用鹽堿耕地的重要途徑。本研究利用染色體片段代換定位方法,開(kāi)展了苗期耐鹽基因qSTS8的精細(xì)定位,區(qū)間內(nèi)基因組序列的預(yù)測(cè)分析。具體結(jié)果如下:1.以日本晴與法國(guó)稻雜交獲得的耐鹽F3家系為母本,與日本晴回交獲得的bC2F2群體為試驗(yàn)材料,進(jìn)一步將qSTS8定位區(qū)間縮小至水稻8號(hào)染色體長(zhǎng)臂端1個(gè)366Kb的范圍內(nèi),獲得與目標(biāo)基因緊密連鎖的上下游側(cè)翼標(biāo)記RM515和RM223。以P10-6為閾值,進(jìn)行單標(biāo)記回歸分析,共檢測(cè)到7個(gè)控制苗期耐鹽級(jí)別(STS)的單標(biāo)記位點(diǎn),貢獻(xiàn)率分布范圍為22%~31%,各位點(diǎn)的加性效應(yīng)均為正值,分布范圍為0.62~0.74;顯性效應(yīng)也均為正值,分布范圍為0.31~0.46。其中,貢獻(xiàn)率最大的位點(diǎn)為RM515和RM223,與初定位相比,貢獻(xiàn)率提高了 8%,加性效應(yīng)提高了 0.21。2.以BC2F2和BC3F2混合群體為實(shí)驗(yàn)材料,通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇,獲得目標(biāo)基因區(qū)段為雜合且具有日本晴遺傳背景的材料,構(gòu)成了 1個(gè)由4355個(gè)單株組成的精細(xì)定位群體。利用與目標(biāo)基因緊密連鎖的上、下游側(cè)翼標(biāo)記RM515和RM223,以及在定位區(qū)間內(nèi)開(kāi)發(fā)并篩選到7對(duì)多態(tài)性標(biāo)記進(jìn)行重組個(gè)體篩選,獲得定位區(qū)間內(nèi)發(fā)生遺傳重組的單株189個(gè),選取其中的105個(gè)單株用于精細(xì)定位,利用染色體片段代換定位方法,最終將水稻苗期耐鹽QTL qSTS8精細(xì)定位在標(biāo)記RM8265和RM223之間,1個(gè)大約167Kb的范圍內(nèi)。3.結(jié)合qSTS8精細(xì)定位區(qū)間,利用水稻基因組注釋網(wǎng)站(http://rice.plantbiology.msu.edu/)對(duì)區(qū)間內(nèi)序列進(jìn)行基因注釋和篩選,發(fā)現(xiàn)區(qū)間內(nèi)共有18個(gè)預(yù)測(cè)基因。以LOC_Os08g33150,LOC_Os08g33154,LOC_Os08g33160和LOC_Os08g33170為代表,對(duì)這18個(gè)基因分別進(jìn)行了生物信息學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)LOC Os08g33150含有HTH_MYB等相關(guān)蛋白元件,LOC_Os08g33154存在跨膜結(jié)構(gòu)域,LOC_Os08g33160是TIFY家族成員,含有ZIM結(jié)構(gòu)域,可能與植物抗逆相關(guān)。4.利用耐鹽親本法國(guó)稻和鹽敏感親本日本晴回交獲得的590個(gè)BC3F2單株為試驗(yàn)材料,利用覆蓋回交群體全部法國(guó)稻滲入片段的32個(gè)SSR標(biāo)記檢測(cè)群體各單株的基因型,開(kāi)展基因組前景和背景的分子標(biāo)記輔助選擇,從中篩選目標(biāo)基因區(qū)段為純合法國(guó)稻片段,其他遺傳背景盡可能接近輪回親本日本晴的單株,作為耐鹽滲入系。有120個(gè)單株表現(xiàn)為qSTS8區(qū)段為法國(guó)稻純合基因型,占總數(shù)的20.3%,可作為qSTS8耐鹽近等基因系的備選群體。該群體中,法國(guó)稻滲入片段分布范圍為2~16個(gè),平均滲入片段數(shù)6.4個(gè),純合片段數(shù)2.2個(gè),雜合片段數(shù)4.3個(gè),片段數(shù)分布符合正態(tài)分布。其中16668-122的耐鹽級(jí)別最高,為6.4,可作為耐鹽滲入系通過(guò)回交構(gòu)建耐鹽近等基因系,用于目標(biāo)基因的功能驗(yàn)證。
【圖文】:
夏大學(xué)碩士學(xué)位論文邐第二章材料與方以日本晴在NaCl濃度為0、25、50、75、100、125、150、175、200mM條件下處理6天的癥狀為基準(zhǔn),參照國(guó)際水稻所利用單株葉片受害程度為標(biāo)準(zhǔn)的鹽害級(jí)別制定了水稻苗期耐評(píng)價(jià)指標(biāo)(圖2.1)。其中,0、50、100、150、200mMNaCl脅迫下日本晴的耐鹽級(jí)別(Salt邋Toleranore,邋STS)分別為:9,7,5,邋3,邋1。逡逑9級(jí):植株生長(zhǎng)發(fā)育正常,至少有5片綠葉,無(wú)明顯的葉片青枯,葉尖脫色、卷曲等癥狀,存活率達(dá)到80.1邋% ̄邋100邋%。逡逑7級(jí):植株生長(zhǎng)發(fā)育基本正常,有3?4片綠葉,外部葉片葉尖有較輕的千枯、褪色、卷曲等,葉片存活率達(dá)到60.1邋%邋 ̄邋80邋%。逡逑5級(jí):植株生長(zhǎng)發(fā)育已不正常,有2片綠葉,葉片出現(xiàn)青枯、卷曲、大面積褪色,葉片存活.1% ̄60%。逡逑3級(jí):植株生長(zhǎng)發(fā)育明顯受到抑制,僅有1片綠葉存活,除了幼葉外,其他葉片基本全部出枯、褪色、卷曲、發(fā)黃等癥狀,葉片存活率20.1邋% ̄40%。逡逑1級(jí):植株死亡或接近死亡,葉片干枯、發(fā)黃、褪色、卷曲等癥狀非常嚴(yán)重,葉片存活20%。逡逑
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本文編號(hào):2669319
【圖文】:
夏大學(xué)碩士學(xué)位論文邐第二章材料與方以日本晴在NaCl濃度為0、25、50、75、100、125、150、175、200mM條件下處理6天的癥狀為基準(zhǔn),參照國(guó)際水稻所利用單株葉片受害程度為標(biāo)準(zhǔn)的鹽害級(jí)別制定了水稻苗期耐評(píng)價(jià)指標(biāo)(圖2.1)。其中,0、50、100、150、200mMNaCl脅迫下日本晴的耐鹽級(jí)別(Salt邋Toleranore,邋STS)分別為:9,7,5,邋3,邋1。逡逑9級(jí):植株生長(zhǎng)發(fā)育正常,至少有5片綠葉,無(wú)明顯的葉片青枯,葉尖脫色、卷曲等癥狀,存活率達(dá)到80.1邋% ̄邋100邋%。逡逑7級(jí):植株生長(zhǎng)發(fā)育基本正常,有3?4片綠葉,外部葉片葉尖有較輕的千枯、褪色、卷曲等,葉片存活率達(dá)到60.1邋%邋 ̄邋80邋%。逡逑5級(jí):植株生長(zhǎng)發(fā)育已不正常,有2片綠葉,葉片出現(xiàn)青枯、卷曲、大面積褪色,葉片存活.1% ̄60%。逡逑3級(jí):植株生長(zhǎng)發(fā)育明顯受到抑制,僅有1片綠葉存活,除了幼葉外,其他葉片基本全部出枯、褪色、卷曲、發(fā)黃等癥狀,葉片存活率20.1邋% ̄40%。逡逑1級(jí):植株死亡或接近死亡,葉片干枯、發(fā)黃、褪色、卷曲等癥狀非常嚴(yán)重,葉片存活20%。逡逑
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本文編號(hào):2669319
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