植物代謝物不僅為植物提供抵抗生物和非生物脅迫的物質(zhì)基礎(chǔ),還為人類提供能量和營養(yǎng)等。水稻作為世界上最主要的農(nóng)作物之一,為全球一半以上的人口提供能量和營養(yǎng)。研究水稻代謝多樣性及其遺傳調(diào)控,有利于鑒定抵抗逆境和提高營養(yǎng)品質(zhì)的代謝物及其調(diào)控基因,為選育環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、營養(yǎng)品質(zhì)高的新品種提供理論基礎(chǔ)。盡管水稻種子代謝組研究已經(jīng)取得一定的進(jìn)展,但不同發(fā)育階段水稻種子代謝組的遺傳和分子基礎(chǔ)在很大程度上都是未知的。為了闡明不同發(fā)育階段秈稻種子的代謝變化規(guī)律,本研究分別對96個(gè)秈稻品種的萌發(fā)期種子和108個(gè)秈稻品種的成熟期種子進(jìn)行了代謝譜分析。利用代謝組數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析,發(fā)現(xiàn)發(fā)育階段影響水稻種子代謝譜,而且在同一發(fā)育階段,大量代謝物也存在品種間的顯著差異。MH63和ZS97兩個(gè)具有高質(zhì)量基因組數(shù)據(jù)的代表性秈稻品種,代謝物譜也存在顯著差異。為了進(jìn)一步揭示MH63和ZS97不同發(fā)育階段種子中代謝多樣性,本研究檢測了MH63和ZS97的灌漿期、成熟期和萌發(fā)期種子的代謝組。在灌漿期、成熟期和萌發(fā)期的種子中分別檢測到855、810和836個(gè)代謝物,其中只有372個(gè)代謝物是在三個(gè)發(fā)育階段種子中被共同檢測到。在MH6...

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略詞表
1 前言
    1.1 代謝組學(xué)研究概述
        1.1.1 代謝物和代謝組學(xué)的概念
        1.1.2 代謝組學(xué)研究的分析方法
    1.2 植物代謝組研究
        1.2.1 植物代謝組多樣性
        1.2.2 植物代謝物積累模式
    1.3 植物代謝組多樣性的遺傳基礎(chǔ)和研究策略
        1.3.1 植物代謝組的自然變異
        1.3.2 代謝組學(xué)全基因組關(guān)聯(lián)分析
        1.3.3 植物代謝組遺傳連鎖分析
    1.4 水稻種子代謝組研究進(jìn)展
    1.5 植物代謝組學(xué)在水稻育種中應(yīng)用
    1.6 本研究的目的和意義
2 材料與方法
    2.1 材料
        2.1.1 水稻材料來源
        2.1.2 載體和菌株
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 試驗(yàn)方法
        2.2.1 代謝樣品準(zhǔn)備及取樣
        2.2.2 代謝樣提取
        2.2.3 代謝樣檢測的儀器條件和參數(shù)
        2.2.4 數(shù)據(jù)處理
        2.2.5 mQTL定位
        2.2.6 載體構(gòu)建和水稻遺傳轉(zhuǎn)化
        2.2.7 水稻DNA提取
        2.2.8 水稻RNA提取
        2.2.9 基因表達(dá)量檢測
        2.2.10 生物信息學(xué)分析
3.結(jié)果
    3.1 不同發(fā)育階段水稻種子代謝譜研究
        3.1.1 秈稻自然品種不同發(fā)育階段種子代謝譜
        3.1.2 MH63和ZS97灌漿期、成熟期和萌發(fā)期種子代謝譜分析
        3.1.3 RIL群體不同發(fā)育階段種子的代謝譜分析
    3.2 水稻不同發(fā)育階段種子的mQTL研究
        3.2.1 mQTL定位及統(tǒng)計(jì)分析
        3.2.2 mQTL在染色體上分布
    3.3 篩選候選基因
        3.3.1 L-天冬酰胺的候選基因LOC_Os06g03990
        3.3.2 LOC_Os06g03990 的基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)模式
        3.3.3 LOC_Os06g03990 的蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測
        3.3.4 其他代謝物候選基因篩選
        3.3.5 利用轉(zhuǎn)基因材料驗(yàn)證候選基因功能
    3.4 代謝物-代謝物和代謝物-農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析
        3.4.1 代謝物-代謝物相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)分析
        3.4.2 代謝物-農(nóng)藝性狀相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)分析
    3.5 水稻糙米和精米代謝譜研究
        3.5.1 秈稻自然品種糙米代謝譜
        3.5.2 MH63和ZS97的糙米和精米代謝譜分析
4 討論
    4.1 植物代謝組多樣性
    4.2 水稻種子代謝譜研究
    4.3 水稻種子mQTL分析
    4.4 候選基因功能驗(yàn)證
    4.5 代謝物-代謝物相關(guān)性
    4.6 代謝性狀與農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄 Ⅰ:附表
    附錄 Ⅱ:作者簡介
        個(gè)人簡歷
        在讀期間發(fā)表論文
致謝



本文編號：3788108