隨著社會(huì)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移,資源等日益緊張,傳統(tǒng)精耕細(xì)作式的水稻育秧移插栽培方式已難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)方式的需求。以省力、省工、低勞動(dòng)強(qiáng)度以及低生產(chǎn)成本為特點(diǎn)的水稻直播栽培技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。但目前水稻直播還存在出苗難、出苗不整齊、苗期雜草多、耐倒伏能力較差等問題。其中首先需解決出苗難問題。水稻在一定土壤深度播種具有扎根能力強(qiáng)、土壤養(yǎng)分吸收效率高、節(jié)約水資源、防止鳥鼠偷食等優(yōu)點(diǎn)。研究表明,水稻中胚軸伸長對幼苗迅速破土具有關(guān)鍵作用,是提供其迅速破土的主要?jiǎng)恿�。因此研究中胚軸在出苗過程中伸長的作用機(jī)理、鑒定控制中胚軸伸長的優(yōu)異基因?qū)τ谕茝V水稻直播技術(shù)具有重要的意義。本研究通過長中胚軸材料Kasalath和短中胚軸材料日本晴構(gòu)建的回交重組自交系對黑暗條件下中胚軸長度進(jìn)行QTL定位,并對其中1號(hào)染色體上qME1(quantitative mesocotyl elongation 1)基因進(jìn)行定位克隆和功能分析,具體研究結(jié)果如下:1. 不同品種間的中胚軸長度差異范圍變化較大,其中秈稻的變異范圍更為廣泛。長中胚軸材料的出苗率普遍顯著高于短中胚軸的材料。中胚軸伸長主要靠其細(xì)胞擴(kuò)增,且中胚軸中上部細(xì)胞伸長提供破...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略語表
1 前言
    1.1 研究問題的由來
    1.2 水稻直播的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 直播稻類型、特點(diǎn)
        1.2.2 直播稻發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢
        1.2.3 水稻直播出苗的動(dòng)力源分析
    1.3 水稻中胚軸伸長
        1.3.1 水稻中胚軸伸長機(jī)制
        1.3.2 影響中胚軸伸長的因素
        1.3.3 中胚軸伸長相關(guān)基因的克隆
    1.4 乙烯對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)
        1.4.1 植物乙烯的生物合成
        1.4.2 乙烯信號(hào)傳導(dǎo)途徑
        1.4.3 乙烯參與幼苗破土機(jī)械壓力響應(yīng)
    1.5 赤霉素GA對植物發(fā)育的調(diào)節(jié)
        1.5.1 GA的生物合成途徑
        1.5.2 GA信號(hào)傳導(dǎo)途徑
        1.5.3 GA在植物發(fā)育、環(huán)境響應(yīng)方面的研究進(jìn)展
        1.5.4 乙烯和赤霉素協(xié)同響應(yīng)水淹脅迫
    1.6 本研究的目的與意義
2 材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 田間材料管理
        2.1.3 載體和菌株
        2.1.4 分子生物學(xué)和化學(xué)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 水稻黃化苗中胚軸長度以及破土出苗鑒定
        2.2.2 乙烯前體ACC和赤霉素GA含量測定
        2.2.3 水稻基因組DNA提取
        2.2.4 PCR擴(kuò)增
        2.2.5 非變性聚丙烯酰胺凝膠(PAGE)電泳檢測
        2.2.6 開發(fā)與篩選具有多態(tài)性的分子標(biāo)記及基因定位
        2.2.7 預(yù)測候選基因
        2.2.8 質(zhì)粒構(gòu)建
        2.2.9 T4 DNA連接和InFusion重組連接
        2.2.10 大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
        2.2.11 農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
        2.2.12 RNA提取、cDNA第一鏈的合成及Real-time PCR
        2.2.13 大提質(zhì)粒DNA
        2.2.14 水稻中胚軸以及葉鞘部分蛋白提取及Western blot檢測
        2.2.15 水稻原生質(zhì)體提取和轉(zhuǎn)化
        2.2.16 BiFC觀察
        2.2.17 酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)
        2.2.18 原核蛋白表達(dá)與純化
        2.2.19 Co-IP分析
        2.2.20 熒光素酶(LUC)活性檢測
        2.2.21 DNA凝膠阻滯(EMSA)實(shí)驗(yàn)
3 結(jié)果與分析
    3.1 水稻控制中胚軸伸長QTL qME1 的精細(xì)定位與功能分析
        3.1.1 中胚軸伸長在水稻幼苗迅速破土中的作用
        3.1.2 中胚軸伸長的細(xì)胞學(xué)分析
        3.1.3 控制中胚軸伸長QTL qME1 和幼苗出苗率QTL qER1 的初步定位
        3.1.4 qME1的精細(xì)定位
        3.1.5 qME1候選基因功能驗(yàn)證
        3.1.6 水稻中胚軸伸長與株高相關(guān)性分析
        3.1.7 qME1在育種進(jìn)程選擇丟失
    3.2 土壤機(jī)械壓力通過產(chǎn)生乙烯調(diào)控SD1表達(dá)促進(jìn)中胚軸伸長
        3.2.1 不同深度土壤機(jī)械壓力誘導(dǎo)水稻幼苗產(chǎn)生乙烯
        3.2.2 土壤機(jī)械壓力通過乙烯誘導(dǎo)SD1表達(dá)
        3.2.3 Os EIL1 直接調(diào)控SD1 表達(dá)
        3.2.4 土壤機(jī)械壓力降低GA信號(hào)抑制子DELLA蛋白表達(dá)
        3.2.5 DELLA蛋白與PIL13 互作并抑制其對OsEXPA4 的轉(zhuǎn)錄激活活性
    3.3 qME1的育種應(yīng)用
        3.3.1 qME1在耐淹直播、快速發(fā)芽方面的應(yīng)用
        3.3.2 水稻中胚軸及地下部位特異高表達(dá)啟動(dòng)子篩選
        3.3.3 水稻地下部位異位表達(dá)SD1與低氮響應(yīng)
4 討論
    4.1 qME1介導(dǎo)GA合成促進(jìn)水稻黃化苗中胚軸伸長
    4.2 乙烯主要通過OsEIL1-SD1 途徑促進(jìn)黃化苗中胚軸伸長
    4.3 水稻直播出苗率動(dòng)力源的討論
    4.4 GA信號(hào)通過PIF轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控下游擴(kuò)張蛋白促進(jìn)細(xì)胞伸長
    4.5 中胚軸伸長性狀在育種選擇中逐漸丟失
    4.6 qME1直播稻育種應(yīng)用的討論
5 創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 水稻種質(zhì)資源的中胚軸長度及SD1單體型
附錄Ⅱ 試劑配方及引物序列
    附錄Ⅱ-1 PAGE膠配置
    附錄Ⅱ-2 蛋白提取液配制
    附錄Ⅱ-3 蛋白的SDS-PAGE凝膠電泳和Western blot試劑配置
    附錄Ⅱ-4 原生質(zhì)體制備試劑配制
    附錄Ⅱ-5 引物序列
附錄Ⅲ 在讀期間發(fā)表論文
致謝



本文編號(hào)：3780764