甘藍(lán)型油菜耐冷性關(guān)聯(lián)分析與機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-30 07:29
低溫冷害是油菜生產(chǎn)的主要影響因素之一,導(dǎo)致秋、冬季油菜苗期生長(zhǎng)遲緩,產(chǎn)量和品質(zhì)下降。尤其是我國(guó)長(zhǎng)江流域油菜主產(chǎn)區(qū),因茬口矛盾、氣候影響常導(dǎo)致油菜播期推遲,秋季冷害和冬季凍害導(dǎo)致油菜苗期緩慢,生長(zhǎng)量不足并容易遭受低溫凍害,最終造成油菜產(chǎn)量難以提高,提高油菜耐冷性已經(jīng)成為雙季稻區(qū)早熟油菜、粳稻產(chǎn)區(qū)遲播油菜遺傳改良關(guān)鍵的制約瓶頸。與油菜低溫凍害不同,油菜耐冷性相關(guān)的研究相對(duì)較少,其分子機(jī)理研究較為匱乏,相關(guān)基因的挖掘相對(duì)較少,缺少關(guān)鍵的分子標(biāo)記。本研究對(duì)123份甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源進(jìn)行大田遲播,模擬油菜生產(chǎn)中遭遇的低溫冷害脅迫,測(cè)定油菜苗期的低溫生物量和低溫光合氣體交換參數(shù),結(jié)合前期已公布的256,397個(gè)單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)標(biāo)記以及53,889個(gè)基因表達(dá)標(biāo)記(Gene expression markers,GEM)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)分析,挖掘與油菜低溫生物量和低溫光合氣體交換參數(shù)相關(guān)聯(lián)的遺傳位點(diǎn)或基因,并開展功能驗(yàn)證,主要研究結(jié)果如下:(1)對(duì)123份甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源進(jìn)行低溫生物量相關(guān)性狀(植株鮮重、地下鮮重和地上鮮重指標(biāo))和...
【文章來源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:122 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
擬南芥中低溫信號(hào)感知及響應(yīng)途徑(Guoetal,2018)
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文第二章甘藍(lán)型油菜耐冷性關(guān)聯(lián)分析252.1.2田間試驗(yàn)方法123份油菜品種于2016年10月28日在湖北省武漢市武昌試驗(yàn)基地直播(114.30°E,30.57°N),試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列,設(shè)置3次小區(qū)重復(fù),油菜苗期大田管理與常規(guī)相同。試驗(yàn)期間的溫度記錄見圖2.1,與正常播種相比,遲播后甘藍(lán)型油菜的生長(zhǎng)環(huán)境溫度顯著下降,產(chǎn)生持續(xù)的自然低溫脅迫。圖2.1油菜在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)60天的氣溫記錄Figure2.1Temperaturerecordduringvegetablegrowthoftheassociationpanel注:藍(lán)線和綠線分別代表日最低氣溫和日最高氣溫。黑線和紅線分別代表正常播種60天和遲播60天。紅色箭頭代表了油菜表型調(diào)查期間日最低氣溫。Note:Bluelineandgreenlinerepresentthedailyminimumtemperaturecurveandthedailymaximum(greenline)temperature.Theblackandredlinesrepresent60dofseedlingstagewithnormalsowingdateandlatesowingdaterespectively.Redarrowsrepresentthedailylowtemperatureduringthephenotypeinvestigationofassociationpanelinthefield.2.1.3種質(zhì)資源表型考察低溫生物量測(cè)定:2016年12月28日對(duì)油菜幼苗低溫生物量相關(guān)性狀測(cè)定,每個(gè)品種選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗,統(tǒng)計(jì)其地下根鮮重和地上葉鮮重以及植株鮮重。表型值基于3個(gè)小區(qū)的生物學(xué)重復(fù),廣義遺傳率的計(jì)算參考前人的研究(KalerandPurcell,2019)。光合氣體交換參數(shù)測(cè)定:采用前人的方法(Yanetal,2015),待甘藍(lán)型油菜大田生長(zhǎng)60天時(shí),選取植株幼苗第四片功能葉,使用LI-6400光合作用測(cè)定儀(LICor6400,LICorInc,Lincoln,NE,USA)進(jìn)行凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率測(cè)量。測(cè)量時(shí)間為12月27日至12月30日,白天最高溫度為9℃,夜間最低溫度為-1℃,每個(gè)小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的兩株?
臀律?锪肯喙匭宰叢謚種首試慈禾逯芯哂蟹岣槐湟。??個(gè)低溫生物量相關(guān)性狀在連續(xù)區(qū)間的分布情況,篩選到低溫生物量高和低的甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源(表2.1)。表2.2123份甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源低溫生物量相關(guān)性狀統(tǒng)計(jì)情況Table2.2Phenotypicvariationsofbiomassrelatedtraitsunderlowtemperatureconditionsin123Brassicanapusaccessions性狀平均值(g)變異幅度(g)變異系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差廣義遺傳率單株鮮重101.2038.00-203.930.2525.1861.78地上葉鮮重92.9534.30-187.830.2523.6768.91地下根鮮重8.253.63-16.100.262.1162.16圖2.2低溫生物量相關(guān)性狀的表型變異在油菜群體中頻次分布圖Figure2.2FrequencydistributioninPhenotypicvariationoftraitsofbiomassintheassociationpanel對(duì)低溫條件下地下根鮮重、地上葉鮮重與植株鮮重性狀進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明,3個(gè)性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]外源褪黑素對(duì)低溫脅迫下玉米幼苗生長(zhǎng)和生理特性的影響[J]. 侯雯,杜卓,王麗,李林,張凱,路運(yùn)才. 中國(guó)糖料. 2020(02)
[2]外源表油菜素內(nèi)酯對(duì)小麥幼苗抗冷性的誘導(dǎo)效應(yīng)[J]. 劉麗杰,丁美云,劉曉娜,孫玉婷,王璐瑤,張珍珠,李珊珊. 分子植物育種. 2020(20)
[3]外源水楊酸對(duì)煙草幼苗低溫脅迫的緩解效應(yīng)[J]. 侯爽,陳錦芬,劉溶榮,王瑞,陳俊鴻,鄒聰明,謝小玉. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
[4]綠肥在我國(guó)旱地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的服務(wù)功能及其應(yīng)用[J]. 樊志龍,柴強(qiáng),曹衛(wèi)東,于愛忠,趙財(cái),謝軍紅,殷文,胡發(fā)龍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2020(04)
[5]外源水楊酸對(duì)低溫脅迫下海濱雀稗抗寒生理特征的影響[J]. 張翔,楊勇,劉學(xué)勇,向佐湘. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2020(01)
[6]不同小麥品種對(duì)晚霜凍的響應(yīng)及抗霜性評(píng)價(jià)[J]. 席吉龍,王珂,楊娜,席天元,張建誠(chéng),姚景珍,席凱鵬,李永山,賈秀領(lǐng). 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2020(01)
[7]我國(guó)育成全球首個(gè)硒高效蔬菜雜交種“硒滋圓1號(hào)”[J]. 頓小玲. 糧食科技與經(jīng)濟(jì). 2019(12)
[8]低溫脅迫對(duì)大豆幼苗形態(tài)生理指標(biāo)及籽粒產(chǎn)量的影響[J]. 蓋志佳,張敬濤,劉婧琦,蔡麗君,杜佳興,孟慶英,谷維,陳磊. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào). 2019(12)
[9]北方寒旱區(qū)不同抗寒性白菜型冬油菜幼苗物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和光合熒光動(dòng)力學(xué)特征[J]. 許耀照,孫萬(wàn)倉(cāng),方彥,孫柏林. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào). 2020(01)
[10]Physiological and molecular responses to cold stress in rapeseed(Brassica napus L.)[J]. YAN Lei,Tariq Shah,CHENG Yong,Lü Yan,ZHANG Xue-kun,ZOU Xi-ling. Journal of Integrative Agriculture. 2019(12)
博士論文
[1]甘藍(lán)型油菜抗寒資源篩選及抗寒性機(jī)理研究[D]. 閆蕾.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
碩士論文
[1]環(huán)境選擇對(duì)北方白菜型冬油菜抗寒性及DNA甲基化的影響[D]. 侯獻(xiàn)飛.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):3372350
【文章來源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:122 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
擬南芥中低溫信號(hào)感知及響應(yīng)途徑(Guoetal,2018)
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文第二章甘藍(lán)型油菜耐冷性關(guān)聯(lián)分析252.1.2田間試驗(yàn)方法123份油菜品種于2016年10月28日在湖北省武漢市武昌試驗(yàn)基地直播(114.30°E,30.57°N),試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列,設(shè)置3次小區(qū)重復(fù),油菜苗期大田管理與常規(guī)相同。試驗(yàn)期間的溫度記錄見圖2.1,與正常播種相比,遲播后甘藍(lán)型油菜的生長(zhǎng)環(huán)境溫度顯著下降,產(chǎn)生持續(xù)的自然低溫脅迫。圖2.1油菜在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)60天的氣溫記錄Figure2.1Temperaturerecordduringvegetablegrowthoftheassociationpanel注:藍(lán)線和綠線分別代表日最低氣溫和日最高氣溫。黑線和紅線分別代表正常播種60天和遲播60天。紅色箭頭代表了油菜表型調(diào)查期間日最低氣溫。Note:Bluelineandgreenlinerepresentthedailyminimumtemperaturecurveandthedailymaximum(greenline)temperature.Theblackandredlinesrepresent60dofseedlingstagewithnormalsowingdateandlatesowingdaterespectively.Redarrowsrepresentthedailylowtemperatureduringthephenotypeinvestigationofassociationpanelinthefield.2.1.3種質(zhì)資源表型考察低溫生物量測(cè)定:2016年12月28日對(duì)油菜幼苗低溫生物量相關(guān)性狀測(cè)定,每個(gè)品種選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗,統(tǒng)計(jì)其地下根鮮重和地上葉鮮重以及植株鮮重。表型值基于3個(gè)小區(qū)的生物學(xué)重復(fù),廣義遺傳率的計(jì)算參考前人的研究(KalerandPurcell,2019)。光合氣體交換參數(shù)測(cè)定:采用前人的方法(Yanetal,2015),待甘藍(lán)型油菜大田生長(zhǎng)60天時(shí),選取植株幼苗第四片功能葉,使用LI-6400光合作用測(cè)定儀(LICor6400,LICorInc,Lincoln,NE,USA)進(jìn)行凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率測(cè)量。測(cè)量時(shí)間為12月27日至12月30日,白天最高溫度為9℃,夜間最低溫度為-1℃,每個(gè)小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的兩株?
臀律?锪肯喙匭宰叢謚種首試慈禾逯芯哂蟹岣槐湟。??個(gè)低溫生物量相關(guān)性狀在連續(xù)區(qū)間的分布情況,篩選到低溫生物量高和低的甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源(表2.1)。表2.2123份甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源低溫生物量相關(guān)性狀統(tǒng)計(jì)情況Table2.2Phenotypicvariationsofbiomassrelatedtraitsunderlowtemperatureconditionsin123Brassicanapusaccessions性狀平均值(g)變異幅度(g)變異系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差廣義遺傳率單株鮮重101.2038.00-203.930.2525.1861.78地上葉鮮重92.9534.30-187.830.2523.6768.91地下根鮮重8.253.63-16.100.262.1162.16圖2.2低溫生物量相關(guān)性狀的表型變異在油菜群體中頻次分布圖Figure2.2FrequencydistributioninPhenotypicvariationoftraitsofbiomassintheassociationpanel對(duì)低溫條件下地下根鮮重、地上葉鮮重與植株鮮重性狀進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明,3個(gè)性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]外源褪黑素對(duì)低溫脅迫下玉米幼苗生長(zhǎng)和生理特性的影響[J]. 侯雯,杜卓,王麗,李林,張凱,路運(yùn)才. 中國(guó)糖料. 2020(02)
[2]外源表油菜素內(nèi)酯對(duì)小麥幼苗抗冷性的誘導(dǎo)效應(yīng)[J]. 劉麗杰,丁美云,劉曉娜,孫玉婷,王璐瑤,張珍珠,李珊珊. 分子植物育種. 2020(20)
[3]外源水楊酸對(duì)煙草幼苗低溫脅迫的緩解效應(yīng)[J]. 侯爽,陳錦芬,劉溶榮,王瑞,陳俊鴻,鄒聰明,謝小玉. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
[4]綠肥在我國(guó)旱地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的服務(wù)功能及其應(yīng)用[J]. 樊志龍,柴強(qiáng),曹衛(wèi)東,于愛忠,趙財(cái),謝軍紅,殷文,胡發(fā)龍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2020(04)
[5]外源水楊酸對(duì)低溫脅迫下海濱雀稗抗寒生理特征的影響[J]. 張翔,楊勇,劉學(xué)勇,向佐湘. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2020(01)
[6]不同小麥品種對(duì)晚霜凍的響應(yīng)及抗霜性評(píng)價(jià)[J]. 席吉龍,王珂,楊娜,席天元,張建誠(chéng),姚景珍,席凱鵬,李永山,賈秀領(lǐng). 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2020(01)
[7]我國(guó)育成全球首個(gè)硒高效蔬菜雜交種“硒滋圓1號(hào)”[J]. 頓小玲. 糧食科技與經(jīng)濟(jì). 2019(12)
[8]低溫脅迫對(duì)大豆幼苗形態(tài)生理指標(biāo)及籽粒產(chǎn)量的影響[J]. 蓋志佳,張敬濤,劉婧琦,蔡麗君,杜佳興,孟慶英,谷維,陳磊. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào). 2019(12)
[9]北方寒旱區(qū)不同抗寒性白菜型冬油菜幼苗物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和光合熒光動(dòng)力學(xué)特征[J]. 許耀照,孫萬(wàn)倉(cāng),方彥,孫柏林. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào). 2020(01)
[10]Physiological and molecular responses to cold stress in rapeseed(Brassica napus L.)[J]. YAN Lei,Tariq Shah,CHENG Yong,Lü Yan,ZHANG Xue-kun,ZOU Xi-ling. Journal of Integrative Agriculture. 2019(12)
博士論文
[1]甘藍(lán)型油菜抗寒資源篩選及抗寒性機(jī)理研究[D]. 閆蕾.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
碩士論文
[1]環(huán)境選擇對(duì)北方白菜型冬油菜抗寒性及DNA甲基化的影響[D]. 侯獻(xiàn)飛.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):3372350
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