發(fā)布時間：2020-07-06 13:16

【摘要】：玉米作為人類的主要三大糧食作物之一,其產(chǎn)量在本世紀(jì)初已經(jīng)超過了水稻和小麥的產(chǎn)量,一躍成為了三大糧食作物的榜首。在玉米生長的過程中,很多因素的影響使其產(chǎn)量減少,其中干旱脅迫是導(dǎo)致玉米減產(chǎn)的重要環(huán)境因子之一,這種非生物脅迫會極大程度上的制約大部分地區(qū)的農(nóng)牧生產(chǎn),也會不同程度的對糧食生產(chǎn)與經(jīng)濟發(fā)展造成嚴(yán)重的影響。在玉米生長發(fā)育的過程中,玉米對水的需求要遠遠的大于對其他物質(zhì)的需求。在玉米植株中,負責(zé)吸收水分的器官是根系,根系作為植株的吸收器官在維系植株的生命、吸收養(yǎng)分和植株生長等方面都有著非常顯著的作用。然而在根系中,主要負責(zé)運輸水分和營養(yǎng)的部分是根的后生木質(zhì)部,在后生木質(zhì)部中導(dǎo)管又是直接負責(zé)植物體內(nèi)運輸水分和養(yǎng)分的管狀結(jié)構(gòu),所以后生木質(zhì)部的導(dǎo)管數(shù)量是直接影響植物氣生根運輸能力的因素。所以玉米的后生木質(zhì)部部分的導(dǎo)管的數(shù)量與植物水分和營養(yǎng)的運輸及玉米對干旱脅迫的響應(yīng)有著密切的關(guān)系。本試驗用全球搜集來的508份玉米自交系的關(guān)聯(lián)群體為遺傳材料,在海南、吉林和遼寧三個環(huán)境種植兩個重復(fù),通過對全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)的手段,對氣生根后生木質(zhì)部的導(dǎo)管數(shù)量性狀進行遺傳基礎(chǔ)剖析。主要研究結(jié)果如下:1.玉米氣生根后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)量的相關(guān)分析:所調(diào)查的目標(biāo)性狀呈現(xiàn)明顯的連續(xù)分布趨勢,且為正態(tài)分布,其廣義遺傳力為39%,呈現(xiàn)出中等水平。四個試驗點自交系的玉米氣生根后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)量的均值差異不大,在36.9左右。四個試驗點與四個試驗點的數(shù)據(jù)計算所得的最佳無偏線性預(yù)測值五者之間的氣生根后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)量數(shù)據(jù)都有著相關(guān)性。氣生根后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)量的基因型方差出現(xiàn)了極顯著的差異,環(huán)境方差和基因型與環(huán)境的互作方差都出現(xiàn)了顯著的差異,然而基因型與環(huán)境的互作僅占總的變異的很小部分。2.玉米氣生根后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)量的GWAS分析試驗使用MLM模型進行的全基因組關(guān)聯(lián)分析,閾值為P1.04x10~(-5)的時候,共檢測到17個顯著的獨立SNP位點,這17個顯著的獨立SNP位點分別位于1,2,3,4,6,10號染色體上,每個SNP的置信區(qū)間內(nèi)對應(yīng)的有3,4,1,2,6,1個與性狀顯著相關(guān)的SNP位點。在SNP置信區(qū)間內(nèi)共找到55個候選基因,以擬南芥中同源基因作為候選基因功能注釋,其中已知功能的候選基因被分為8個功能類型,包括信號傳導(dǎo)途徑,轉(zhuǎn)錄調(diào)控途徑,細胞轉(zhuǎn)運途徑,代謝途徑,分泌途徑,RNA編輯途徑和氧化-還原反應(yīng)類,還有一部分的候選基因沒有功能注釋。一部分篩選出候選基因在根和維管組織中有著高度表達。再進一步的通過功能注釋篩選出7個與玉米氣生根后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)量相關(guān)的候選基因。這7個候選基因調(diào)控的途徑可分為兩大類:轉(zhuǎn)錄調(diào)控途徑、信號傳導(dǎo)途徑。轉(zhuǎn)錄調(diào)控途徑類有5個候選基因,分別是GRMZM2G031200、GRMZM2G030710、GRMZM2G422670、GRMZM2G470422和GRMZM2G123029;信號傳導(dǎo)途徑類有2個候選基因,分別是GRMZM2G007914和GRMZM2G128315。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S513
【圖文】：

圖 2-1 關(guān)聯(lián)群體來源和亞群百分比分布Fig. 2-1 Percentage distribution of sources and subpopulations of related groups國玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新項目；CIMMTY，國際玉米改良中心；CHINA，中國骨干自交系；SS，堅桿；NSS，TST，熱帶及亞熱帶；MIXED，混合

玉米根系示意圖

圖 2-3 玉米根顯微示意圖 圖 2-4 番紅染色劑染色的氣生根切片ig. 2-3 Microscopic diagrammatic sketch of root Fig. 2-4 Microscopic map of maize stain aerial root本試驗要測量的性狀是后生木質(zhì)部導(dǎo)管的數(shù)量(Metaxylem Vessel Number)。試驗中使用徒手切片的方法來獲取玉米氣生根縱切片。試驗材料浸泡在 FAA 固定液內(nèi)存了 3-7 天后，外層的木質(zhì)部會變得柔軟易切割，我們選用單面刀片切去盡可能薄

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李衛(wèi)民;張佳寶;;植物木質(zhì)部導(dǎo)管栓塞[J];植物生理學(xué)通訊;2008年03期

2 樊大勇,謝宗強;木質(zhì)部導(dǎo)管空穴化研究中的幾個熱點問題[J];植物生態(tài)學(xué)報;2004年01期

3 盧東升;盧帥;;桂花木質(zhì)部導(dǎo)管分子形態(tài)學(xué)研究[J];信陽師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年02期

4 楊煜升,楊鳳仙;果樹木質(zhì)部導(dǎo)管細胞的掃描電鏡研究[J];電子顯微學(xué)報;1998年04期

5 董星光;曹玉芬;王昆;田路明;張瑩;齊丹;;中國3個主要梨砧木資源木質(zhì)部導(dǎo)管分子結(jié)構(gòu)及分布比較[J];植物學(xué)報;2015年02期

6 劉國娟;劉殿紅;王闖;徐寧;劉敏;孫曉慧;;柱型和普通型蘋果枝條木質(zhì)部導(dǎo)管分子觀察[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2016年05期

7 解植彩;羅棟;張文晉;李月彤;高曉娟;張新慧;;硅對鹽脅迫下甘草葉片顯微結(jié)構(gòu)的影響[J];中藥材;2016年12期

8 姚國華;開發(fā)利用爬山虎經(jīng)濟價值大[J];農(nóng)村實用科技信息;2002年03期

9 楚光明;劉娜;牛攀新;江萍;王梅;;準(zhǔn)噶爾盆地三種荒漠植物木質(zhì)部導(dǎo)管解剖特征[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2016年02期

10 宋鳳斌;劉勝群;;不同耐旱性玉米根系解剖結(jié)構(gòu)比較研究[J];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 李曉陽;玉米氣生根后生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)量的全基因組關(guān)聯(lián)分析[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

2 楊麗;褐飛虱取食對水稻葉鞘維管束組織結(jié)構(gòu)特征和胼胝質(zhì)的影響[D];杭州師范大學(xué);2013年

3 陳偉月;陜北水蝕風(fēng)蝕交錯帶沙柳和檸條水力抗旱策略研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

4 張海昕;幾個楊屬無性系木質(zhì)部導(dǎo)管結(jié)構(gòu)與栓塞脆弱性研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

5 孫殷;植物木質(zhì)部水分傳輸數(shù)值模擬[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號：2743684