本文關鍵詞：甘藍型油菜粒重母體調控機理解析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國農業(yè)科學院》 2015年

甘藍型油菜粒重母體調控機理解析

李娜  

【摘要】：作為產量三個構成因子之一,甘藍型油菜的粒重呈現很大的自然變異(≈4倍),這些變異對油菜的遺傳改良具有重大的意義。但是迄今為止有關粒重自然變異的調控機制研究卻很少。本研究從形態(tài)學、細胞學、遺傳學、生理生化、以及分子水平對粒重進行了系統(tǒng)的研究,尤其在分子水平,分別從QTL定位、基因差異表達分析以及候選基因的功能驗證三個方面進行闡述,揭示了角果長度與粒重的相互關系,提出了源器官大小以母體效應的方式調控庫器官大小的潛在調控網絡。取得的主要研究結果與結論如下:1.甘藍型油菜粒重的自然變異取決于種子大小而非種子密度,種子大小的變異則主要是由細胞數目的變異引起的,其次是細胞大小的變異。2.甘藍型油菜種子重量主要由母體基因型調控,母體效應值達0.93,花粉直感效應和細胞質效應很小,甚至不顯著。3.果柄環(huán)切實驗證明角果皮的光合作用對粒重的影響是主要的;生理學實驗證據表明不同的角果大小(角果長度而非寬度)導致角果的光合作用面積、產生的總的光合產物不同,最終導致籽粒重量(大小而非密度)的不同。4.通過連鎖作圖檢測到三個粒重和角果長度一因多效的QTLs,其中兩個效應較大,視為主效QTLs;通過區(qū)域關聯分析驗證并初步精細定位了這兩個主效QTLs;不同群體的QTL條件分析揭示了角果長度是因,粒重是果的可能因果關系。5.基因差異表達分析表明角果發(fā)育、信號轉導和轉運等相關差異表達基因在大粒角果皮中上調表達,同時細胞分裂、營養(yǎng)物質儲存和核糖體蛋白等相關差異表達基因在大粒種子中也是上調表達。并發(fā)現角果皮中的一些差異表達基因在擬南芥的同源基因同時影響角果長度和粒重。6.結合QTL定位、基因差異表達譜分析、親本SNP分析及基因注釋和功能預測篩選到兩個粒重候選基因,構建超表達載體在擬南芥中進行初步功能驗證。證實兩個粒重候選基因均是粒重功能基因,但是否為目標QTL的源頭基因還需進一步的驗證。7.綜合上述結果,提出了一個潛在的粒重母體調控網絡,即源器官大小調控庫器官的大小。8.根據粒重功能基因材料間的堿基序列差異,在主效QTL區(qū)域(同時負責角果長度和粒重)開發(fā)一個共顯性分子標記。本研究的創(chuàng)新性如下:1.粒重母體調控普遍規(guī)律的提出,為粒重的后續(xù)研究奠定了堅實的理論基礎。2.從多個方面系統(tǒng)地揭示了一個粒重母體調控機理,發(fā)現源器官大小以母體的方式調控庫器官的大小,開辟了粒重研究的新領域。3.初步驗證了兩個粒重功能基因,并據此開發(fā)了分子標記,可用于分子育種。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S565.4
【目錄】：

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