本文關(guān)鍵詞：兩份秈稻粒寬材料表型分析、基因鑒定和應(yīng)用研究

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【摘要】：水稻作為世界上三大主要糧食作物之一,提高水稻產(chǎn)量和改善稻米品質(zhì)意義重大,同時也是水稻育種追求的重要目標(biāo)。水稻粒型是由粒長、粒寬、粒厚三個因子共同決定,是千粒重最重要的決定因素；水稻粒型不僅是一個重要的產(chǎn)量性狀,還是一個稻米外觀品質(zhì)的重要指標(biāo),其影響籽粒的長寬比、堊白等外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì),是一個復(fù)雜的數(shù)量性狀。因此,對水稻粒型和品質(zhì)的研究,可以加深對產(chǎn)量和品質(zhì)形成的分子遺傳基礎(chǔ)的認(rèn)識,為水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)育種實(shí)踐提供理論指導(dǎo),為全面闡明作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成的分子生物學(xué)機(jī)理提供理論依據(jù)。本研究通過對不同來源的兩份秈稻粒寬材料,EMS突變體2199和單片段代換系SSSLs5-1,進(jìn)行表型分析,基因鑒定,和育種潛力評估的研究。主要研究結(jié)果如下：1.通過對粒寬材料2199和SSSLs5-1及其對應(yīng)親本蜀恢527(R527)和9311的表型、農(nóng)藝性狀和品質(zhì)測定分析,結(jié)果表明：與野生型R527相比,突變體2199粒寬、千粒重顯著增加、粒長、長寬比顯著減少。與背景親本9311相比,SSSLs5-1的粒寬和千粒重均顯著增加,粒長、長寬比減少。品質(zhì)方面,兩份粒寬材料與對應(yīng)親本的差異主要在堊白率和堊白度兩個指標(biāo)上,兩份粒寬材料的堊白率和堊白度都比對應(yīng)野生型高。2.通過對2199/R527的F2群體粒寬、粒長、長寬比和千粒重的遺傳分析,結(jié)果表明,粒寬呈明顯雙峰分布,其中窄粒對寬粒符合3：1的分離比,表明2199粒寬表型受一對主效隱性基因控制。3.通過對目前已經(jīng)克隆的粒寬基因測序比對,發(fā)現(xiàn)2199和SSSLs5-1比對應(yīng)親本R527和9311均缺失1212bp,這與粒寬基因gw5在粳稻中缺失片段一樣,且連鎖分析發(fā)現(xiàn)極端粒寬的單株均缺失,故確定gw5為控制兩份粒寬材料的目標(biāo)基因。4.對外穎內(nèi)表皮進(jìn)行掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)2199與SSSLs5-1的細(xì)胞數(shù)目顯著增加,而兩者的細(xì)胞寬度無差異,表明細(xì)胞數(shù)目的增加是導(dǎo)致粒寬增加的主要原因。5.通過對2199和R527、SSSLs5-1和9311的灌漿速率測定,發(fā)現(xiàn)在灌漿后的3d到18d期間,灌漿速率較快,但兩份粒寬材料2199和SSSLs5-1籽粒的灌漿速率明顯高于對應(yīng)親本R527和9311,隨后其逐漸進(jìn)入平臺期至完全充實(shí)。這表明在相同時間內(nèi),2199和SSSLs5-1能運(yùn)送更多的同化產(chǎn)物至籽粒中,形成較高的籽粒干物質(zhì)積累量。6.將兩組親本與4份典型不育系雜交,通過分析F1代產(chǎn)量和品質(zhì),評估GW5在三系育種中的應(yīng)用潛力。2199與岡46A配組F1千粒重增幅最大,但其產(chǎn)量增加不大,稻米堊白率極高,稻米外觀品質(zhì)差；SSSLs5-1配組的三份材料表現(xiàn)有所差異,與其對應(yīng)對照親本相比,abcgl5/SSSLs5-1堊白率和堊白度以及產(chǎn)量均減少；而珞紅4A/SSSLs5-1和Y58s/SSSLs5-1堊白率、堊白度和產(chǎn)量均增加。綜合水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)兩個方面的因素,SSSLs5-1比2199在育種利用中更具有應(yīng)用價值,表明gw5基因在水稻育種中的應(yīng)用潛力會根據(jù)不同遺傳背景不同而不同。
【關(guān)鍵詞】：水稻 粒寬 GW5基因 產(chǎn)量 稻米品質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S511.21
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-28
• 1. 水稻粒型的遺傳特點(diǎn)12-14
• 1.1 水稻粒型性狀的遺傳特點(diǎn)與相關(guān)研究12-13
• 1.2 粒型相關(guān)性狀與稻米品質(zhì)13-14
• 2. 水稻粒型相關(guān)性狀QTL的定位14-18
• 3. 水稻粒型相關(guān)基因功能研究進(jìn)展18-26
• 3.1 已克隆的水稻粒型基因18-26
• 3.1.1 粒長相關(guān)基因18-20
• 3.1.2 粒寬相關(guān)基因20-23
• 3.1.3 粒重相關(guān)基因23-24
• 3.1.4 籽粒灌漿基因24-25
• 3.1.5 水稻粒型基因間的相互作用25-26
• 4. 粒型基因在育種中的應(yīng)用26
• 5. 本研究目的與意義26-28
• 第二章 材料與方法28-37
• 1. 試驗(yàn)材料28-30
• 1.1 水稻材料28
• 1.2 主要分子生物學(xué)試劑28
• 1.3 常用試劑的配制28-29
• 1.4 主要儀器設(shè)備29-30
• 2. 方法30-37
• 2.1 田間材料種植30-31
• 2.2 表型分析31-33
• 2.2.1 農(nóng)藝性狀的考察31
• 2.2.2 水稻穎殼掃描電鏡觀察31-32
• 2.2.3 水稻灌漿速率的測定32
• 2.2.4 稻米品質(zhì)的測定32-33
• 2.3 粒寬基因的遺傳分析與基因鑒定33-37
• 2.3.1 遺傳分析33
• 2.3.2 DNA提取33-34
• 2.3.3 基因片段擴(kuò)增34-35
• 2.3.4 基因片段與克隆載體的連接35
• 2.3.5 大腸桿菌感受態(tài)的制備35
• 2.3.6 大腸桿菌的轉(zhuǎn)化35-36
• 2.3.7 陽性克隆的篩選和鑒定36
• 2.3.8 DNA測序及核苷酸序列分析36
• 2.3.9 連鎖分析36-37
• 第三章 結(jié)果與分析37-54
• 1. 親本和突變體或單片段代換系的主要農(nóng)藝性狀分析37-44
• 1.1 2199表型及農(nóng)藝性狀分析37-40
• 1.2 SSSLs5-1表型及農(nóng)藝性狀分析40-43
• 1.3. 灌漿速率的測定43-44
• 2. 粒寬基因的遺傳分析與基因鑒定44-47
• 2.1 遺傳分析44-46
• 2.2 基因鑒定46-47
• 2.2.1 基因擴(kuò)增測序46
• 2.2.2 連鎖分析46-47
• 3. 水稻穎殼掃描電鏡觀察47-48
• 4. GW5與GS3的聚合研究48-50
• 5. 育種應(yīng)用研究50
• 6. 稻米品質(zhì)的測定50-54
• 第四章 小結(jié)與討論54-57
• 1. GW5位于第5染色體的重組熱點(diǎn)區(qū)域54
• 2. GW5在不同背景下的差異54-55
• 3. GW5在秈稻背景下的育種應(yīng)用55-56
• 4. 水稻粒型對產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響56-57
• 參考文獻(xiàn)57-64
• 致謝64-66
• 附錄66-69

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1109553