本文關(guān)鍵詞：調(diào)控水稻穗粒數(shù)、粒長及芒發(fā)育基因GAD1的克隆及其分子演化　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 穗粒數(shù) 粒長 芒 水稻馴化 基因克隆

【摘要】：亞洲栽培稻(Oryza sativa L.)是從普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)進化而來的。在進化的過程中,同野生祖先種相比,栽培稻在形態(tài)和生理特性上都發(fā)生了巨大的變化。野生稻通常擁有較少的每穗粒數(shù)、較長的籽粒,并具有長芒的特性,這有利于野生稻種子的傳播,防止鳥獸的啄食。然而,栽培稻卻常常擁有較多的每穗粒數(shù)、較短的粒長,且籽粒頂端無芒或者短芒,這有利于提高水稻產(chǎn)量、便于稻谷收獲、儲藏和加工。這些性狀的改變都是水稻馴化過程中的重要事件。為了揭示這一重要轉(zhuǎn)變的分子機理,本研究在普通野生稻(W2014,O.rufipogon Griff.)與無芒的秈稻品種NA93-11構(gòu)建的滲入系中,篩選到了一個具有長芒的滲入系(OIL31),該系還擁有較少的穗粒數(shù)和較長的籽粒。利用OIL31與輪回親本NA93-11構(gòu)建的分離群體,將控制這些重要性狀的基因(GRAIN NUMBER, GRAIN LENGTH AND AWN DEVELOPMENT 1, GAD1)定位在第8染色體長臂的一個約6-kb的區(qū)間內(nèi),該區(qū)間內(nèi)只有一個候選基因(Os08g0485500)。遺傳互補實驗證明該基因就是調(diào)控野生稻每穗粒數(shù)、粒長和芒的基因GAD1。GAD1基因的表達模式和表達水平與芒的發(fā)育時期相一致。OsHistone H4的原位雜交結(jié)果表明,GAD1能通過促進芒原基細胞分裂從而形成芒。細胞分裂素含量測定以及OsCKX2、DST的表達分析表明,GAD1可能通過激活DST或(和)OsCKX2的表達來降低體內(nèi)細胞分裂素含量從而反向調(diào)控穗粒數(shù)。GAD1編碼一個預(yù)測的富含半胱氨酸的小分子分泌肽,并與擬南芥中的EPIDERMAL PATTERNING FACTOR-LIKE (EPFL)家族有較高的同源性。蛋白序列分析表明,與EPFL相似,GAD1蛋白在N端具有一個信號肽位點,其成熟肽在C端具有保守的半胱氨酸殘基。通過雙親序列比對發(fā)現(xiàn),栽培稻中g(shù)adl基因在編碼區(qū)的移碼突變破壞了保守半胱氨酸結(jié)構(gòu),導(dǎo)致了功能喪失,使穗粒數(shù)增加,籽粒變短,芒的發(fā)育受阻。序列分析表明,該移碼突變導(dǎo)致的保守半胱氨酸殘基的數(shù)目差異與栽培稻芒的有無高度相關(guān)。該基因在水稻馴化過程中受到了強烈的人工選擇,并引起附近～900-kb的基因組區(qū)域遺傳多樣性的劇烈下降。這表明,除了大部分已知的編碼轉(zhuǎn)錄因子和酶的基因,GAD1編碼的小分子分泌肽也參與了水稻馴化的過程。GAD1的克隆不僅揭示了信號肽分子在植物發(fā)育中的新功能,也為水稻馴化的分子機制提供了新線索。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S511

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 于經(jīng)川,劉兆曄,高華強,韓啟秀;小麥粒數(shù)葉比、粒重葉比與產(chǎn)量的關(guān)系[J];麥類作物學(xué)報;2005年01期

2 Г.И.Вèдéнеев;王富德;;玉米數(shù)量性狀的遺傳控制 Ⅴ.穗粒數(shù)[J];國外農(nóng)學(xué)-雜糧作物;1989年06期

3 程延年;溫度和日照條件對小麥粒數(shù)的影響[J];氣象;1992年12期

4 牟春生,于經(jīng)川,劉兆曄,趙倩,丁曉義,邱化蛟;小麥葉片性狀和粒數(shù)葉比研究[J];萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報;2000年02期

5 張志廣,趙景興;小麥機播下種粒數(shù)查算法[J];農(nóng)業(yè)科技通訊;1979年02期

6 J.R.Kiniry;高山;;玉米粒重對粒數(shù)減少的反應(yīng)[J];國外農(nóng)學(xué)-雜糧作物;1991年02期

7 童婷;閻曉菲;張新玲;竇秉德;;小麥雌性育性對穗粒數(shù)形成的生物學(xué)意義研究[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2013年15期

8 陳其能,蔡亞港;雜交水稻“特優(yōu)63”產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析[J];上海農(nóng)業(yè)科技;2005年03期

9 王沅,田正國,邱澤生,余蓓珍;小麥小花發(fā)育不同時期遮光對穗粒數(shù)的影響[J];作物學(xué)報;1981年03期

10 薛麗華;章建新;閆曉紅;李強;;大豆莢生長與粒數(shù)和粒重的關(guān)系研究[J];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年04期

相關(guān)會議論文 前1條

1 龔俊義;杜景紅;樊葉楊;吳季榮;張克勤;莊杰云;;水稻第6染色體短臂上兩個粒數(shù)QTL的分解與驗證[A];中國遺傳學(xué)會第八次代表大會暨學(xué)術(shù)討論會論文摘要匯編（2004-2008）[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前4條

1 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 劉樹欣;如何種好河農(nóng)825小麥[N];河北科技報;2011年

2 記者 王影影;風(fēng)調(diào)雨順 全國小麥有望增產(chǎn)3%[N];糧油市場報;2012年

3 連云港市新興農(nóng)資有限公司 宋光輝;促早長攻大穗栽培徐稻3號[N];江蘇農(nóng)業(yè)科技報;2006年

4 記者 董峻;小麥產(chǎn)量“十一連增”[N];新華每日電訊;2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 金晶;調(diào)控水稻穗粒數(shù)、粒長及芒發(fā)育基因GAD1的克隆及其分子演化[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 王瑾;小麥穗粒數(shù)及相關(guān)性狀的QTL分析[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 謝琰;氮肥和密度對不同穗型小麥穗粒數(shù)形成的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

2 王曉楠;春小麥穗粒數(shù)改良潛力的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

，

本文編號：1351934