本文選題：水稻(Oryza + sativa�。� 參考：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：芒是水稻及其他禾本科作物重要馴化性狀之一,同時也是重要的農(nóng)藝性狀。本研究構(gòu)建了一系列芒性作圖群體,利用4個精細作圖群體分別定位了4個調(diào)控芒性發(fā)育基因,并對一個進行了克隆。利用粳稻品種SLG(具芒)作為供體親本,粳稻品種日本晴(無芒)作為受體親本構(gòu)建近等基因系,在前人定位基礎(chǔ)上,利用8103株BC4F4群體和定位區(qū)間內(nèi)6個多態(tài)性連鎖標(biāo)記,將Awn3-1定位于3號染色體上Indel標(biāo)記In316和SNP標(biāo)記S9之間,物理距離為101.13kb,該區(qū)間內(nèi)有9個候選基因。對候選基因在近等基因系顯隱性材料間進行序列分析未發(fā)現(xiàn)差異。但表達分析顯示Os03g0418600在顯隱性材料間存在差異,推測其為調(diào)控芒性發(fā)育的基因。此外,Awn3-1和本實驗室已發(fā)現(xiàn)的調(diào)控芒性發(fā)育基因Awn4-2對芒長和芒分布存在積加作用。利用粳稻品種高麗早稻(具芒)作為供體親本,粳稻品種日本晴(無芒)作為受體親本構(gòu)建近等基因系,結(jié)合前人定位結(jié)果,利用7072株BC6F5群體和3個新開發(fā)多態(tài)性連鎖標(biāo)記,將Awn4.1在4號染色體上的定位區(qū)間縮小至20.02kb,該區(qū)間內(nèi)有2個候選基因。利用三亞抽穗期極晚的粳稻材料(具芒)作為供體親本,與粳稻品種日本晴(無芒)雜交后構(gòu)建芒性重組自交系。對F3群體的遺傳分析表明,芒性狀受一對顯性核基因控制,命名為Awn8-1。利用BSA法結(jié)合連鎖分析,將Awn8-1初步定位在8號染色體長臂上SSR標(biāo)記RM7556和M3381之間。利用12204株F4群體和6個多態(tài)性連鎖標(biāo)記,將Awn8-1定位于SSR標(biāo)記RM23337和SNP標(biāo)記S3之間,物理距離為25.66kb,該區(qū)間有3個候選基因。序列分析表明,Os08g0485500基因第二外顯子上存在4bp插入缺失,3’UTR上存在2個SNPs。利用粳稻品種撫寧小紅芒(具芒)為供體親本,粳稻品種日本晴(無芒)為輪回親本構(gòu)建近等基因系,對調(diào)控芒性發(fā)育的基因Awn4-2進行定位及克隆。利用11206株BC4F6群體和定位區(qū)間內(nèi)7個多態(tài)性連鎖標(biāo)記,最終將Awn4-2定位在4號染色體SSR標(biāo)記M1126和Indel標(biāo)記In73之間,物理距離為62.4kb。根據(jù)RAP-DB的預(yù)測,該區(qū)段內(nèi)有3個注釋基因。序列分析表明,在日本晴和隱性材料中,預(yù)測基因Os04g0350700啟動子區(qū)存在約4.4kb的轉(zhuǎn)座子插入,基因序列存在7個SNPs。結(jié)合半定量表達分析,Os04g0350700可能是Awn4-2。Os04g0350700編碼一個具有bHLH保守結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子。序列分析表明,Awn4-2第二個外顯子處的SNP可能不影響基因功能,啟動子區(qū)域轉(zhuǎn)座子的插入可能導(dǎo)致基因表達受抑制,導(dǎo)致芒不能正常發(fā)育。為驗證其功能,我們分別構(gòu)建了Awn4-2基因的RNA干擾載體和過表達載體。表達特性分析顯示,該基因主要在有芒材料幼穗中表達。根據(jù)調(diào)控表型和序列差異,推測該基因為An-1的等位基因。
[Abstract]:Awn is one of the important domestication traits and agronomic characters of rice and other gramineous crops. In this study, a series of awn mapping populations were constructed, and four genes regulating the development of awn were located using four fine mapping populations, and one of them was cloned. Japonica rice (SLG) was used as donor parent, japonica rice variety Nippon (without awn) as recipient parent to construct near-isogenic lines. On the basis of previous mapping, six polymorphic linkage markers were used in 8103 BC4F4 populations and locational intervals. Awn3-1 was mapped between Indel marker In316 and SNP marker S9 on chromosome 3 with a physical distance of 101.13 kb. There were 9 candidate genes in the region. No difference was found in the sequence analysis of candidate genes between Nisogenic and recessive materials. But the expression analysis showed that there were differences in Os03g0418600 between recessive materials, which suggested that Os03g0418600 was a gene regulating the development of awn sex. In addition, Awn3-1 and the Awn3-1 gene Awn4-2, which has been found in our laboratory, have accumulative effects on Awn3-1 and the distribution of Awn3-1 and Awn3-1. Using japonica rice variety Gaoli early rice (Awo) as donor parent, japonica rice variety Nippon (without awn) as recipient parent to construct near isogenic line, combined with the results of previous mapping, 7072 BC6F5 populations and 3 newly developed polymorphic linkage markers were used. The mapping interval of Awn4.1 on chromosome 4 was reduced to 20.02 kb, in which there were two candidate genes. After crossing with japonica rice cultivar Nippon (without Awns) at very late heading stage in Sanya as donor parent, the Awned recombination inbred line was constructed. Genetic analysis of F3 population showed that the awn traits were controlled by a pair of dominant nuclear genes and named Awn8-1. Using BSA method and linkage analysis, Awn8-1 was preliminarily located between SSR marker RM7556 and M3381 on the long arm of chromosome 8. Using 12204 strains of F4 population and 6 polymorphic linkage markers, Awn8-1 was mapped between SSR marker RM23337 and SNP marker S3 with a physical distance of 25.66 kb. There were three candidate genes in this region. Sequence analysis showed that there were two SNPs on the second exon of Os08g0485500 gene. A near isogenic line was constructed by using Japonica rice cultivar Funing small red awn as donor parent and japonica rice cultivar Nippon clear (without awn) as recurrent parent to map and clone the gene Awn4-2 which regulates the development of awn. Using 7 polymorphic linkage markers in 11206 BC4F6 populations and loci, Awn4-2 was mapped between M1126 and Indel marker In73 on chromosome 4, with a physical distance of 62.4 kb. According to RAP-DB, there are three annotated genes in this region. Sequence analysis showed that there were about 4.4kb transposon insertions in the promoter region of the predicted gene Os04g0350700 and 7 SNPs in the gene sequence in Japanese sunny and recessive materials. Combined with semi-quantitative expression analysis, Os04g0350700 may be a transcription factor encoding a conserved domain of bHLH in Awn4-2.Os04g0350700. Sequence analysis showed that the SNP at the second exon of Awn4-2 might not affect gene function, and the insertion of transposon in promoter region might result in the inhibition of gene expression and the failure of Awn4-2 to develop normally. To verify its function, we constructed RNA interference vector and overexpression vector of Awn4-2 gene respectively. The expression characteristic analysis showed that the gene was mainly expressed in young panicle of Awned material. According to the regulatory phenotypic and sequence differences, we speculated that the gene was the allele of An-1.
【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

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本文編號：1991499