本文關(guān)鍵詞：基于連鎖不平衡的秈稻核心種質(zhì)資源源、庫相關(guān)性狀的關(guān)聯(lián)分析

  更多相關(guān)文章： 秈稻 源庫類型 主成分分析 聚類分析 關(guān)聯(lián)分析

【摘要】：隨著我國(guó)人口的不斷增加和耕地的不斷減少,預(yù)計(jì)到2030年,我國(guó)人口將達(dá)到16億,對(duì)糧食的需求將進(jìn)一步增加,而農(nóng)作物單產(chǎn)則需在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提高50%以上才能滿足糧食的安全供給。為了充分滿足今后對(duì)稻米的需求,突破性水稻新品種的選育成為當(dāng)務(wù)之急。而水稻產(chǎn)量提高的過程實(shí)質(zhì)上是源、庫交替改良與新型源庫平衡關(guān)系的不斷建立的過程,以往對(duì)水稻源庫關(guān)系的研究大多集中在外部形態(tài)指標(biāo)的研究上,而對(duì)源庫相關(guān)性狀分子水平上研究相對(duì)較少。本研究以來源于31個(gè)國(guó)家和地區(qū)的261份秈稻核心種質(zhì)資源為試驗(yàn)材料,通過2年2點(diǎn)(海南、廣東)的重復(fù)試驗(yàn),對(duì)供試材料的源庫相關(guān)性狀的表型數(shù)據(jù)進(jìn)行了調(diào)查與收集。利用6704個(gè)SNP標(biāo)記,對(duì)水稻源庫相關(guān)性狀進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析,挖掘水稻源庫相關(guān)性狀的優(yōu)異等位基因位點(diǎn),為分子標(biāo)記輔助育種改良水稻的源庫相關(guān)性狀,培育源庫關(guān)系協(xié)調(diào)、綜合性狀好的突破性水稻品種提供種質(zhì)資源、基因和標(biāo)記信息,以提高育種效率。主要結(jié)果如下：(1)2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)水稻源庫相關(guān)性狀的差異分析表明：海南試驗(yàn)點(diǎn)源相關(guān)性狀變異系數(shù)最大的為倒2葉葉面積,變異系數(shù)26.21%,廣東試驗(yàn)點(diǎn)變異系數(shù)最大的為劍葉重,變異系數(shù)為28.34%,2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)變異系數(shù)最小的源性狀均為劍葉比葉重,分別為10.05%和14.81%；庫性狀2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)變異系數(shù)最大的均為癟粒數(shù),高達(dá)62.06%和73.71%,變2異系數(shù)最小的均為結(jié)實(shí)率,分別為7.82%、13.38%。相關(guān)分析表明：源性狀之問、庫性狀之間在2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的相關(guān)水平及相關(guān)關(guān)系保持著高度的一致,雖然源性狀與庫性狀之間的相關(guān)顯著水平只在部分性狀間保持一致,但其相關(guān)關(guān)系基本相同,為進(jìn)一步探求水稻源、庫相關(guān)性狀間的關(guān)系提供重要依據(jù)。(2)主成分分析表明：2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的秈稻核心種質(zhì)資源19個(gè)源庫相關(guān)性狀均可簡(jiǎn)化為獨(dú)立的6個(gè)主成分,這6個(gè)主成分所提供的信息量占全部信息量分別為海南87.16%、廣東84.68%,涵蓋了所有的19個(gè)性狀指標(biāo)。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各主成分所反映的相關(guān)源庫性狀基本保持著一致,都劃分為2個(gè)源因子、3個(gè)庫因子、1個(gè)源庫協(xié)調(diào)因子。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的供試材料中TD25、ANGIFOTSY 685、CT6510、NARGUNI、ELWEE的綜合排名均在前20名內(nèi),說明這5個(gè)品種不但源庫綜合性狀相對(duì)較好,且受適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境的能力較強(qiáng)。(3)聚類分析表明：2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的供試材料均劃分為3個(gè)類群,即源限制型、庫限制型、源庫協(xié)調(diào)型,其中81份供試材料的源庫類型關(guān)系未發(fā)生變化,其中源限制型17份,庫限制型18份,源庫協(xié)調(diào)型46份,表明這些水稻材料在生長(zhǎng)發(fā)育過程中,受環(huán)境的影響較小,適應(yīng)不同環(huán)境的能力較強(qiáng)。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)源限制型品種的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)在3種類型中最大,而結(jié)實(shí)率、千粒重、單株產(chǎn)量在3種類型中最小；庫限制型的品種的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)在3個(gè)類型中最小,而結(jié)實(shí)率、千粒重在3種類型中最大；而源庫協(xié)調(diào)型單株產(chǎn)量在3種類型中最大,其余相關(guān)因子處于兩者之間。(4)2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的3種水稻源庫類型的干物質(zhì)積累規(guī)律基本一致。在葉片和莖鞘干物質(zhì)積累方面,3種源庫類型群體均是隨著生育進(jìn)程的發(fā)展逐漸減小,源庫協(xié)調(diào)型的葉片和莖鞘干物質(zhì)積累最大,源限制型的群體穗干重最大,其次是源庫協(xié)調(diào)型,最小的是庫限制型；植株總干物質(zhì)積累方面,3種源庫類型群體均是成熟期最大,齊穗期最小,孕穗期居中。3種水稻源庫類型群體的葉片干物質(zhì)輸出率、轉(zhuǎn)換率源庫協(xié)調(diào)型最大；在莖鞘干物質(zhì)輸出率及轉(zhuǎn)換率方面,庫限制型群體最大。總體上2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)3種源庫類型群體的各器官干物質(zhì)輸出率均為莖鞘葉片,各器官對(duì)產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)大小為莖鞘葉片。(5)6704個(gè)SNP標(biāo)記分布在在第1-12染色體上,所有SNP標(biāo)記間的平均物理距離為58 kb,有3756個(gè)SNP標(biāo)記的最小等位基因頻率小于0.20,占56.03%,384個(gè)SNP標(biāo)記的最小等位基因頻率接近0.5,占5.73%,多態(tài)性信息量(PIC)平均值為0.24,變幅為0.05～0.38,基因多樣性平均值為0.29,變幅為0.05～0.50,261份秈稻核心種質(zhì)資源共有SNP標(biāo)記1749744個(gè),堿基變化涉及AA、CC、GG、TT、AC、AG、AT、 CG、 CT、GT,其中GG類型最多,其次為AA, CC, TT。(6)261份水稻種質(zhì)資源群體結(jié)構(gòu)分析表明,群體的最適亞群數(shù)為3,分別包括88份、82份和91份材料。連鎖不平衡分析表明,319900個(gè)共線性成對(duì)組合中有124301個(gè)成對(duì)組合處于LD狀態(tài)(P0.01),占共線性組合的38.86%,當(dāng)D'=0.5和,r2=0.1時(shí)連鎖不平衡的衰減距離分別為590 kb、509 kb,存在較強(qiáng)連鎖不平衡水平。親緣關(guān)系(Kinship)分析表明,261份秈稻核心種質(zhì)資源群體的大部分材料之間沒有親緣關(guān)系或者有較弱的親緣關(guān)系,反映了供試材料的廣泛性及多樣性,只有少數(shù)材料之間的親緣關(guān)系較強(qiáng)。(7)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明：在P≤0.001顯著水平下,海南和廣東分別檢測(cè)到與源庫相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)分別為103和86個(gè)。海南檢測(cè)到的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)主要分布于第2、3、4號(hào)染色體,分別包括14、16、22個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)；廣東檢測(cè)到的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)主要分布于第1、2、11號(hào)染色體,分別包括32、13、13個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)；2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別檢測(cè)到96個(gè)與10個(gè)源相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的QTL位點(diǎn),其中海南試驗(yàn)點(diǎn)62個(gè),廣東試驗(yàn)點(diǎn)34個(gè)；2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別檢測(cè)到93個(gè)與9個(gè)庫相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的QTL位點(diǎn),其中海南試驗(yàn)點(diǎn)41個(gè),廣東試驗(yàn)點(diǎn)52個(gè)；海南試驗(yàn)點(diǎn)檢測(cè)到同時(shí)與多個(gè)源相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)18個(gè),廣東試驗(yàn)點(diǎn)為9個(gè)；海南試驗(yàn)點(diǎn)檢測(cè)到同時(shí)與多個(gè)庫相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)8個(gè),廣東試驗(yàn)點(diǎn)為13個(gè)；海南試驗(yàn)點(diǎn)檢測(cè)到同時(shí)與不同源、庫相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)11個(gè)位點(diǎn),廣東試驗(yàn)點(diǎn)為7個(gè)；25個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)在2個(gè)試驗(yàn)環(huán)境下均被檢測(cè)到與特定性狀顯著關(guān)聯(lián),占全部關(guān)聯(lián)位點(diǎn)的13.23%,且關(guān)聯(lián)位點(diǎn)間的物理距離均在590 kb之內(nèi)。有4個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)在2個(gè)試驗(yàn)環(huán)境下檢測(cè)到與同一性狀顯著關(guān)聯(lián),涉及性狀為倒2葉重、劍葉葉面積、癟粒數(shù)、單株產(chǎn)量。
【關(guān)鍵詞】：秈稻 源庫類型 主成分分析 聚類分析 關(guān)聯(lián)分析
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S511.21
【目錄】：

• 摘要8-11
• Abstract11-14
• 第一章 文獻(xiàn)綜述14-30
• 1.1 水稻源、庫的研究進(jìn)展14-22
• 1.1.1 水稻源、庫的概念及衡量指標(biāo)14
• 1.1.2 水稻源、庫的衡量指標(biāo)14-16
• 1.1.3 水稻源、庫類型劃分16-17
• 1.1.4 水稻源、庫對(duì)產(chǎn)量形成的影響17-19
• 1.1.5 水稻源、庫理論的應(yīng)用19-21
• 1.1.6 水稻源、庫理論研究展望21-22
• 1.2 關(guān)聯(lián)分析22-28
• 1.2.1 關(guān)聯(lián)分析的原理22-25
• 1.2.2 關(guān)聯(lián)分析的方法25-26
• 1.2.3 關(guān)聯(lián)分析的特點(diǎn)26-27
• 1.2.4 關(guān)聯(lián)分析在水稻中的應(yīng)用27-28
• 1.3 本研究的目的意義28-29
• 1.4 技術(shù)路線29-30
• 第二章 秈稻種質(zhì)資源源庫相關(guān)性狀的聚類分析30-52
• 2.1 材料與方法30-31
• 2.1.1 供試材料30
• 2.1.2 試驗(yàn)方法30
• 2.1.3 田間性狀調(diào)查30-31
• 2.1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析31
• 2.2 結(jié)果與分析31-47
• 2.2.1 不同地點(diǎn)間水稻源庫相關(guān)性狀的差異分析31
• 2.2.2 不同地點(diǎn)間水稻源庫相關(guān)性狀的相關(guān)分析31-35
• 2.2.3 水稻源庫相關(guān)性狀的主成分分析35-38
• 2.2.4 基于主成分的水稻源庫相關(guān)性狀的綜合評(píng)價(jià)38-40
• 2.2.5 基于主成分的水稻源庫特性聚類分析40-45
• 2.2.6 不同源庫類型干物質(zhì)積累與分配特征45-47
• 2.3 討論47-49
• 2.4 本章結(jié)論49-52
• 第三章 秈稻種質(zhì)資源源庫相關(guān)性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析52-88
• 3.1 材料與方法52
• 3.1.1 供試材料52
• 3.1.2 試驗(yàn)方法52
• 3.1.3 DNA提取與基因型分析52
• 3.1.4 表型鑒定52
• 3.2 數(shù)據(jù)分析52-53
• 3.2.1 表型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析52
• 3.2.2 遺傳多樣性分析52
• 3.2.3 群體結(jié)構(gòu)分析52-53
• 3.2.4 親緣關(guān)系(Kinship)分析53
• 3.2.5 關(guān)聯(lián)分析53
• 3.3 結(jié)果與分析53-82
• 3.3.1 SNP遺傳多樣性分析53-54
• 3.3.2 群體結(jié)構(gòu)分析54-56
• 3.3.3 連鎖不平衡分析56-57
• 3.3.4 親緣關(guān)系分析57-58
• 3.3.5 水稻源庫相關(guān)性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析58-82
• 3.4 討論82-86
• 3.4.1 關(guān)聯(lián)分析模型選擇82-83
• 3.4.2 關(guān)聯(lián)分析顯著水平的選擇83
• 3.4.3 水稻群體結(jié)構(gòu)對(duì)關(guān)聯(lián)分析的影響83-84
• 3.4.4 水稻群體連鎖不平衡水平對(duì)關(guān)聯(lián)分析的影響84
• 3.4.5 環(huán)境變化對(duì)數(shù)量性狀的影響84-85
• 3.4.6 水稻源庫相關(guān)性狀QTL的重演性85-86
• 3.4.7 與多個(gè)源庫相關(guān)性狀關(guān)聯(lián)的QTL位點(diǎn)86
• 3.5 本章結(jié)論86-88
• 第四章 全文結(jié)論88-90
• 參考文獻(xiàn)90-100
• 附錄100-116
• 致謝116-118
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文118

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 刁林林;趙宏偉;王敬國(guó);劉化龍;趙雪;孫健;鄒德堂;;水稻重要農(nóng)藝性狀的QTL定位[J];東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

2 李雙盛,游月華;高產(chǎn)秈糯品種庫、源、流形態(tài)特性研究[J];福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2004年01期

3 江龍,韋宏恩,楊昌達(dá),陳天華;不同水稻品種的源庫特性研究[J];耕作與栽培;1999年S1期

4 李六;5個(gè)秈稻品種的產(chǎn)量形成特點(diǎn)和庫源類型研究[J];華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2001年04期

5 張亞芳;陳宗祥;婁麗娟;左示敏;潘學(xué)彪;;幾個(gè)水稻品種源庫關(guān)系分析[J];揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版);2011年01期

6 陳蘭;張紅;張啟武;江建華;王洋;陳杰麗;洪德林;;水稻6個(gè)異交相關(guān)性狀的SSR關(guān)聯(lián)分析[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

7 趙全志,高爾明,黃丕生,凌啟鴻,孫淑萍,焦三軍;源庫質(zhì)量與作物超高產(chǎn)栽培及育種[J];河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1999年03期

8 單春生,朱福文;水稻不同源庫類型品種的栽培對(duì)策[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);1987年07期

9 馬蓮菊,呂文彥,曹萍,邵艷華,崔鑫福,張寶石;遼優(yōu)1052及其親本灌漿特性與源庫關(guān)系的比較[J];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年03期

10 曹顯祖,朱慶森;水稻品種的庫源特征及其類型劃分的研究[J];作物學(xué)報(bào);1987年04期

，

本文編號(hào)：1110511