本文關(guān)鍵詞：直立重穗突變體的遺傳分析、候選基因克隆與育種利用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本研究以EMS誘變秈稻重穗型骨干恢復(fù)系蜀恢498(R498),獲得遺傳穩(wěn)定的2個秈稻直立重穗突變體(R1338、R334),以及其野生型對照品種蜀恢498為研究材料；對直立穗突變體的表型、解剖結(jié)構(gòu)、群體生理特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究；對其直立穗基因進(jìn)行了遺傳分析和候選基因克隆分析；并通過不完全雙列雜交,研究了直立穗突變體R1338和R334在育種中的應(yīng)用前景。具體結(jié)果如下：1.直立穗突變體RI338和R334的株高、穗長、籽粒長、籽粒厚度方面極顯著小于野生型,而籽粒寬度、著粒密度方面則極顯著大于野生型,千粒重、穗粒數(shù)和單穗重等其他農(nóng)藝性狀方面突變體和野生型均無差異。R1338的穗彎曲度8.48°,R334的穗彎曲度22°左右,屬于典型的直立穗型材料。2.直立穗突變體R1338和R334的莖桿直徑、壁面積、橫截面積、穗頸腔面積、纖維素和木質(zhì)素的含量均顯著高于野生型蜀恢498,節(jié)間變短,其抗倒力顯著增加；穗發(fā)育過程中一次枝梗的長度變短,一次枝梗密度增加,是保持穗直立的主要原因。3.直立穗突變體R1338和R334的葉片長度變短,劍葉的葉角變小,灌漿后期葉綠素含量,包括chlb和類胡蘿卜素car的含量顯著高于野生型,有延緩早衰的特性。在群體透光性方面,從冠層向下直立穗群體的光強度降低速度遠(yuǎn)小于彎曲穗群體,直立穗群體光合效率較高。4.遺傳分析表明R1338和R334的直立穗特性均受一對半顯性基因控制；進(jìn)一步通過近等基因池重測序結(jié)合共分離分析表明R1338的直立穗特性是已報道的DEP2/EP2基因的等位突變,但與已報道的DEP2/EP2移碼突變體突變方式不一樣,其突變發(fā)生在第7外顯子,第928個堿基A突變成G,導(dǎo)致堿性的精氨酸(AGG)被置換成中性的甘氨酸(GGG),說明該突變位點可能是該基因編碼蛋白質(zhì)的重要結(jié)構(gòu)域。R334的直立特性可能是由第9染色體LOC_Os09g07220基因突變導(dǎo)致,在該基因包含2個外顯子,全長1725bp,其突變位點發(fā)生第一個外顯子上C突變成T導(dǎo)致氨基酸序列中第56個堿性的精氨酸突變成中性的半胱氨酸,該基因可能是一個控制直立穗的新基因,定名為DEP4。5.利用彎曲和DEP1直立穗不育系與蜀恢498及直立穗突變體進(jìn)行不完全雙列雜交組合的產(chǎn)量和相關(guān)性狀分析表明：盡管直立穗不育系或者恢復(fù)系受不同的直立穗基因控制,與彎曲穗親本的雜交F1均表現(xiàn)為半直立,直立穗與直立穗親本的雜種F1均表現(xiàn)為直立；在遺傳背景相近的情況下,半直立穗雜交稻組合的產(chǎn)量與傳統(tǒng)彎曲穗相當(dāng)或更高,直立穗雜交稻組合產(chǎn)量較低。比較遺傳背景相同或相近的彎曲穗、半直立穗和直立穗雜交稻組合,分析其產(chǎn)量構(gòu)成、莖稈和葉片等有差異的性狀,半直立穗組合的這些性狀表現(xiàn)介于彎曲穗和直立穗之間,其株高和穗長降低,莖稈性狀更優(yōu),群體透光性和光合效率提高,其它產(chǎn)量性狀無影響。因此,針對西南稻區(qū)“寡日照、高濕度、小溫差”的生態(tài)條件,通過選育秈型半直立重穗雜交稻品種,適當(dāng)增加密度,可能是進(jìn)一步提高西南稻區(qū)水稻產(chǎn)量的最佳選擇之一。
【關(guān)鍵詞】：直立穗突變體 遺傳定位 群體生態(tài) 雜交稻 應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S511
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-31
• 1. 水稻穗型及分類13-16
• 1.1 水稻穗型分類13-15
• 1.2 水稻穗型的其它變異類型15-16
• 2 水稻穗型遺傳與相關(guān)基因功能16-20
• 2.1 水稻穗型遺傳16-17
• 2.2 水稻穗發(fā)育相關(guān)基因17-19
• 2.3 直立穗遺傳與基因功能19-20
• 3 穗型與群體生理生態(tài)20-24
• 3.1 穗型影響群體的光分布20-21
• 3.2 穗型影響水稻群體的溫度和濕度分布21-22
• 3.3 穗型對群體CO_2擴散的影響22
• 3.4 穗型與穗部光合作用效率22-24
• 4 穗型對庫源關(guān)系和產(chǎn)量的影響24-30
• 4.1 水稻的源和庫24-26
• 4.2 直立穗型水稻品種的庫源關(guān)系特點26-28
• 4.3 直立穗型水稻產(chǎn)量組成因子28
• 4.4 直立穗型對抗倒性的影響28-29
• 4.5 直立穗型和其它性狀之間的關(guān)系29-30
• 5 本研究的目的意義30-31
• 第二章 材料與方法31-37
• 1 試驗材料31
• 2 試驗方法31-37
• 2.1 蜀恢498和R1338、R334的農(nóng)藝性狀和穗發(fā)育分析31-32
• 2.2 蜀恢498和R1338、R334的莖穗組織差異分析32-33
• 2.3 蜀恢498和R1338、R334葉片性狀、光合特性和生理指標(biāo)研究33
• 2.4 直立穗的遺傳與基因克隆33-35
• 2.5 直立穗突變體R1338和R334的育種利用35-37
• 第三章 結(jié)果與分析37-94
• 1 蜀恢498和R1338、R334的農(nóng)藝性狀和穗發(fā)育比較分析37-42
• 1.1 突變體與野生型農(nóng)藝性狀的差異37-39
• 1.2 直立穗突變體與野生型穗發(fā)育比較39-41
• 1.3 直立穗突變體與野生型灌漿動態(tài)比較41-42
• 2. 突變體穗部組織結(jié)構(gòu)與穗直立特性42-46
• 2.1 突變體與野生型穗彎曲度變化比較42-43
• 2.2 直立穗突變體的枝梗變異比較分析43-46
• 3 突變體莖桿組織結(jié)構(gòu)和主要成分的變異分析46-48
• 3.1 突變體株高和節(jié)間長度46
• 3.2 突變體穗頸節(jié)形態(tài)性狀和維管組織46-47
• 3.3 突變體穗部的纖維素和木質(zhì)素含量47-48
• 4 突變體葉片和光合生理相關(guān)性狀分析48-59
• 4.1 直立穗型與野生型葉片性狀比較48-49
• 4.2 直立穗型與野生型光合色素含量的差異分析49-50
• 4.3 直立穗型與野生型光合效率比較分析50-51
• 4.4 直立穗型與野生型抽穗后物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運差異51-56
• 4.5 直立穗型與野生型群體通透性差異56-59
• 5 直立穗突變體的遺傳分析及定位59-65
• 5.1 突變體R1338的遺傳分析及分子定位59-63
• 5.2 突變體R334的遺傳分析及候選基因分析63-65
• 6 直立穗突變體在育種上的應(yīng)用65-94
• 6.1 突變體直立性狀在雜交稻組合中的表現(xiàn)66-69
• 6.2 突變體所配雜交稻組合的產(chǎn)量表現(xiàn)及配合力分析69-71
• 6.3 突變體所配雜交稻組合產(chǎn)量性狀及配合力分析71-77
• 6.4 直立穗親本對組合穗抗彎曲能力的影響77-81
• 6.5 直立穗親本對組合上部三葉性狀的影響81-86
• 6.6 直立穗親本對組合光合特性的影響86-89
• 6.7 雜交組合群體透光性變化89-94
• 第四章 討論94-101
• 1 直立穗基因的定位94-95
• 2 穗部直立機理的探索95-96
• 3 穗型對群體通透性的影響96-97
• 4 直立穗在雜交水稻中的應(yīng)用97-101
• 4.1 直立穗突變體所配組合直立性影響98-99
• 4.2 直立穗突變體對所配組合產(chǎn)量及相關(guān)性狀的貢獻(xiàn)99
• 4.3 直立穗突變體所配組合的運用前景99-101
• 參考文獻(xiàn)101-114
• 致謝114

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本文編號：278011