發(fā)布時(shí)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(zhǎng)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(huì)極大程度上的制約大部分地區(qū)的農(nóng)牧生產(chǎn),也會(huì)不同程度的對(duì)糧食生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重的影響。在玉米生長(zhǎng)發(fā)育的過程中,玉米對(duì)水的需求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于對(duì)其他物質(zhì)的需求。在玉米植株中,負(fù)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(zhǎng)等方面都有著非常顯著的作用。然而在根系中,主要負(fù)責(zé)運(yùn)輸水分和營(yíng)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(fù)責(zé)植物體內(nèi)運(yùn)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(yùn)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(yíng)養(yǎng)的運(yùn)輸及玉米對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)有著密切的關(guān)系。本試驗(yàn)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(gè)環(huán)境種植兩個(gè)重復(fù),通過對(duì)全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)的手段,對(duì)氣生根后生木質(zhì)部的導(dǎo)管數(shù)量性狀進(jìn)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(shì),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(gè)試驗(yàn)點(diǎn)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(gè)試驗(yàn)點(diǎn)與四個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)計(jì)算所得的最佳無(wú)偏線性預(yù)測(cè)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(yàn)使用MLM模型進(jìn)行的全基因組關(guān)聯(lián)分析,閾值為P1.04x10~(-5)的時(shí)候,共檢測(cè)到17個(gè)顯著的獨(dú)立SNP位點(diǎn),這17個(gè)顯著的獨(dú)立SNP位點(diǎn)分別位于1,2,3,4,6,10號(hào)染色體上,每個(gè)SNP的置信區(qū)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的有3,4,1,2,6,1個(gè)與性狀顯著相關(guān)的SNP位點(diǎn)。在SNP置信區(qū)間內(nèi)共找到55個(gè)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(gè)功能類型,包括信號(hào)傳導(dǎo)途徑,轉(zhuǎn)錄調(diào)控途徑,細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)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(dá)。再進(jìn)一步的通過功能注釋篩選出7個(gè)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(gè)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(hào)傳導(dǎo)途徑。轉(zhuǎn)錄調(diào)控途徑類有5個(gè)候選基因,分別是GRMZM2G031200、GRMZM2G030710、GRMZM2G422670、GRMZM2G470422和GRMZM2G123029;信號(hào)傳導(dǎo)途徑類有2個(gè)候選基因,分別是GRMZM2G007914和GRMZM2G128315。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：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(guó)玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新項(xiàng)目；CIMMTY，國(guó)際玉米改良中心；CHINA，中國(guó)骨干自交系；SS，堅(jiān)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(yàn)要測(cè)量的性狀是后生木質(zhì)部導(dǎo)管的數(shù)量(Metaxylem Vessel Number)。試驗(yàn)中使用徒手切片的方法來獲取玉米氣生根縱切片。試驗(yàn)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(huì)變得柔軟易切割，我們選用單面刀片切去盡可能薄

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本文編號(hào)：2743684