水稻苗期高溫關(guān)鍵候選位點鑒定
發(fā)布時間：2021-03-29 12:06
作物在不同生長發(fā)育時期對環(huán)境溫度有不同的要求。在作物生長發(fā)育時期內(nèi),滿足其生長的溫度條件存在一定范圍,超過或不足該作物生長發(fā)育對應(yīng)的適宜溫度,將導(dǎo)致作物面臨不同程度的減產(chǎn)。隨著全球工業(yè)化進(jìn)程加快,大量溫室氣體排放,全球溫度持續(xù)上升,高溫脅迫已經(jīng)成為影響作物產(chǎn)量的重要因素。通過研究作物中響應(yīng)高溫脅迫的候選區(qū)間,精確定位耐熱基因,進(jìn)而通過分子育種培育耐高溫作物品種,是目前降低高溫脅迫對作物產(chǎn)量負(fù)面影響的主要方式。作為重要糧食作物的水稻,生長發(fā)育初期的異常高溫將會直接影響水稻的正常生長發(fā)育。前人判斷雜交水稻兩優(yōu)培九的雙親材料93-11和PA64s具有差異,二者的雜交后的重組自交系（RIL）重組較好,均攜帶親本不同的片段,另有學(xué)者完成了3010份水稻測序工作。在此基礎(chǔ)上,本課題擬選用124份具有不同基因型的RIL材料和3010份水稻種質(zhì)材料中255份秈稻種質(zhì),圍繞高溫脅迫對水稻苗期的影響,分別進(jìn)行連鎖和關(guān)聯(lián)分析。同時,將對篩選到的苗期耐熱和不耐熱的水稻品種進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,確定耐熱響應(yīng)的差異表達(dá)基因。結(jié)合以上分析最終確定控制水稻苗期耐熱響應(yīng)的候選基因位點,為后續(xù)水稻耐高溫新材料的選育提供依據(jù)。具...
【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：59 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
RIL和自然秈稻群體的表型性狀備注：a，用于連鎖分析的RIL的表型特征；b，用于關(guān)聯(lián)分析的自然秈稻群體的表型特征
水稻苗期高溫關(guān)鍵候選位點鑒定18圖2RIL與自然秈稻群體之間的相關(guān)性分析備注：a，重組自交系；b，自然秈稻群體。顏色表示相關(guān)系數(shù)。其他參考信息與表1相同。Fig.2CorrelationanalysisamongbiomasstraitsofRILandthenaturalpopulation.Notes:a,Recombinantinbredlines;b,Naturalricepopulation.Thecolorindicatesthecorrelationcoefficient.CommentinformationisthesameasinTable1.3.2對重組自交系材料進(jìn)行連鎖分析本研究利用2013年Gao等完成的93-11和PA64s為親本構(gòu)建的RIL的高分辨率遺傳圖譜（Gaoetal.，2013），展開了對照組和高溫處理組生物量性狀的QTL定位（表2）。表2中信息說明，本研究對RIL群體的連鎖分析中總共檢測到了20個候選QTL，分別分布在第2、3、4、6、7、9、11和12號染色體上。研究顯示，GS8受OsMYB55調(diào)控，參與水稻對高溫的耐受性（Ashrafetal.，2012），而abl1的表達(dá)受ABA，PEG和熱脅迫誘導(dǎo)，可能是干旱和熱脅迫應(yīng)答中的正向調(diào)節(jié)因子（Jinetal.，2010）。處理組中鑒定到的QTL中包含的已知基因進(jìn)一步證實了連鎖分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。表2水稻苗期各種性狀的QTLTable2QTLsforvarioustraitsduringseedlingstageTraitQTLChromosomeLODGeneticDistance(cM)KnownGeneCDWqCDW2.122.8898.2-101.3qCDW2.223.65105.8-107.8qCDW2.323.30142.5-145.3qCDW11114.018.1-9.4CFWqCFW6.163.0958.3-60.1CFWqCFW6.262.9264.2-65.7qCFW11113.597.8-9.4CSLqCSL4.142.5774.4-78.3qCSL4.243.8184.2-85.8
水稻苗期高溫關(guān)鍵候選位點鑒定203.3對自然秈稻群體材料進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析利用現(xiàn)有的3k數(shù)據(jù)庫中覆蓋全基因組范圍14,779,691個SNP數(shù)據(jù)（Wangetal.，2018），對255份天然秈稻構(gòu)成的自然群體進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析（圖3）。圖3自然秈稻群體生物量性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析備注：曼哈頓圖依次為a，對照組干重；b，處理組干重；c，對照組鮮重；d，處理組的鮮重；e，對照組株高；f，處理組株高的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果。Fig.3Genome-wideassociationanalysisofbiomasstraits.Notes:Manhattanplotsofa,Dryweightofcontrolgroups.b,Dryweightoftreatmentgroups.c,Freshweightofcontrolgroups.d,Freshweightoftreatmentgroups.e,Shootlengthofcontrolgroups.f,Shootlengthoftreatmentgroups.一般來說，水稻中的連鎖不平衡在100Kb-200Kb之間（Dawareetal.，2017）。本研究中，我們設(shè)定顯著相關(guān)位點的SNP閾值為P<10-6，并且100Kb區(qū)間內(nèi)的存在兩個以上顯著SNP位點的前后100Kb被記做候選區(qū)間（表3）。由表3可知，自然秈稻群體的高溫處理組和對照組中鑒定獲得大量不同的基因座，與連鎖分析中相同，這表明水稻苗期遭受異常高溫的生長環(huán)境下，高溫處理組中鑒定到基因座中包含的基因可能是影響自然秈稻群體的生長的關(guān)鍵因素。由于指定的P<10-6篩選條件下，對照組株高中未發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的候選區(qū)間，只有少量合理的SNP被關(guān)聯(lián)到，因此我們僅將對照組株高性狀的篩選標(biāo)準(zhǔn)減少至P<10-5，并以此獲得的候選區(qū)間進(jìn)行后續(xù)分析。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水稻耐熱性遺傳調(diào)控機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 張和云,朱嘉瑜,葛杭悅,陳楊,陳飛. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(07)
[2]水稻抽穗揚花期耐熱性QTL（qHTH10）的鑒定及遺傳效應(yīng)分析[J]. 曹志斌,唐秀英,肖偉軍,毛凌華,聶元元,李永輝,謝紅衛(wèi),蔡耀輝,袁林峰. 分子植物育種. 2019(07)
[3]水稻耐高溫性研究進(jìn)展[J]. 唐婷,陳艷艷,楊洋,楊遠(yuǎn)柱,孟桂元,周靜. 分子植物育種. 2017(09)
[4]水稻高溫?zé)岷澳蜔嵝匝芯窟M(jìn)展[J]. 王志剛,王磊,林海,龐乾林,鄂志國,張玉屏,朱德峰. 中國稻米. 2013(01)
[5]植物耐熱性的分子機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 鞠冠華,崔麗潔,張書,錢忠英,潘靜嫻,開國銀. 長江蔬菜. 2012(24)
[6]水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)理與耐高溫遺傳基礎(chǔ)研究[J]. 李飛,卓壯,U.A.Kapila Siri Udawela,高用明,石英堯. 植物遺傳資源學(xué)報. 2013(01)
[7]高通量轉(zhuǎn)錄組測序的數(shù)據(jù)分析與基因發(fā)掘[J]. 周華,張新,劉騰云,余發(fā)新. 江西科學(xué). 2012(05)
[8]中國水稻熱害研究歷史、進(jìn)展與展望[J]. 田小海,羅海偉,周恒多,吳晨陽. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2009(22)
[9]抽穗期高溫脅迫對水稻開花結(jié)實的影響[J]. 謝曉金,申雙和,李秉柏,劉春雷,周千. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2009(02)
[10]植物耐熱性研究進(jìn)展[J]. 歐祖蘭,曹福亮. 林業(yè)科技開發(fā). 2008(01)
博士論文
[1]水稻代謝組學(xué)的生物信息學(xué)分析及遺傳基礎(chǔ)的研究[D]. 王文升.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于連鎖與連鎖不平衡聯(lián)合作圖的粳稻耐鹽性遺傳位點解析[D]. 鄭洪亮.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]高溫對水稻花器傷害和籽粒品質(zhì)影響的相關(guān)碳氮代謝機(jī)理[D]. 曹珍珍.浙江大學(xué) 2014
[4]不同類型玉米種質(zhì)分子特征分析及耐旱相關(guān)性狀的連鎖—連鎖不平衡聯(lián)合作圖[D]. 盧艷麗.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]水稻應(yīng)答灌漿初期夜間高溫的轉(zhuǎn)錄組研究[D]. 巫娟.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]水稻花期耐高溫突變體的遺傳分析[D]. 曲愛麗.中國計量學(xué)院 2014
[3]水稻耐熱性生理機(jī)理和耐熱資源的鑒定與篩選[D]. 周偉輝.浙江大學(xué) 2011
本文編號：3107518
【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：59 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
RIL和自然秈稻群體的表型性狀備注：a，用于連鎖分析的RIL的表型特征；b，用于關(guān)聯(lián)分析的自然秈稻群體的表型特征
水稻苗期高溫關(guān)鍵候選位點鑒定18圖2RIL與自然秈稻群體之間的相關(guān)性分析備注：a，重組自交系；b，自然秈稻群體。顏色表示相關(guān)系數(shù)。其他參考信息與表1相同。Fig.2CorrelationanalysisamongbiomasstraitsofRILandthenaturalpopulation.Notes:a,Recombinantinbredlines;b,Naturalricepopulation.Thecolorindicatesthecorrelationcoefficient.CommentinformationisthesameasinTable1.3.2對重組自交系材料進(jìn)行連鎖分析本研究利用2013年Gao等完成的93-11和PA64s為親本構(gòu)建的RIL的高分辨率遺傳圖譜（Gaoetal.，2013），展開了對照組和高溫處理組生物量性狀的QTL定位（表2）。表2中信息說明，本研究對RIL群體的連鎖分析中總共檢測到了20個候選QTL，分別分布在第2、3、4、6、7、9、11和12號染色體上。研究顯示，GS8受OsMYB55調(diào)控，參與水稻對高溫的耐受性（Ashrafetal.，2012），而abl1的表達(dá)受ABA，PEG和熱脅迫誘導(dǎo)，可能是干旱和熱脅迫應(yīng)答中的正向調(diào)節(jié)因子（Jinetal.，2010）。處理組中鑒定到的QTL中包含的已知基因進(jìn)一步證實了連鎖分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。表2水稻苗期各種性狀的QTLTable2QTLsforvarioustraitsduringseedlingstageTraitQTLChromosomeLODGeneticDistance(cM)KnownGeneCDWqCDW2.122.8898.2-101.3qCDW2.223.65105.8-107.8qCDW2.323.30142.5-145.3qCDW11114.018.1-9.4CFWqCFW6.163.0958.3-60.1CFWqCFW6.262.9264.2-65.7qCFW11113.597.8-9.4CSLqCSL4.142.5774.4-78.3qCSL4.243.8184.2-85.8
水稻苗期高溫關(guān)鍵候選位點鑒定203.3對自然秈稻群體材料進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析利用現(xiàn)有的3k數(shù)據(jù)庫中覆蓋全基因組范圍14,779,691個SNP數(shù)據(jù)（Wangetal.，2018），對255份天然秈稻構(gòu)成的自然群體進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析（圖3）。圖3自然秈稻群體生物量性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析備注：曼哈頓圖依次為a，對照組干重；b，處理組干重；c，對照組鮮重；d，處理組的鮮重；e，對照組株高；f，處理組株高的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果。Fig.3Genome-wideassociationanalysisofbiomasstraits.Notes:Manhattanplotsofa,Dryweightofcontrolgroups.b,Dryweightoftreatmentgroups.c,Freshweightofcontrolgroups.d,Freshweightoftreatmentgroups.e,Shootlengthofcontrolgroups.f,Shootlengthoftreatmentgroups.一般來說，水稻中的連鎖不平衡在100Kb-200Kb之間（Dawareetal.，2017）。本研究中，我們設(shè)定顯著相關(guān)位點的SNP閾值為P<10-6，并且100Kb區(qū)間內(nèi)的存在兩個以上顯著SNP位點的前后100Kb被記做候選區(qū)間（表3）。由表3可知，自然秈稻群體的高溫處理組和對照組中鑒定獲得大量不同的基因座，與連鎖分析中相同，這表明水稻苗期遭受異常高溫的生長環(huán)境下，高溫處理組中鑒定到基因座中包含的基因可能是影響自然秈稻群體的生長的關(guān)鍵因素。由于指定的P<10-6篩選條件下，對照組株高中未發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的候選區(qū)間，只有少量合理的SNP被關(guān)聯(lián)到，因此我們僅將對照組株高性狀的篩選標(biāo)準(zhǔn)減少至P<10-5，并以此獲得的候選區(qū)間進(jìn)行后續(xù)分析。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水稻耐熱性遺傳調(diào)控機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 張和云,朱嘉瑜,葛杭悅,陳楊,陳飛. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(07)
[2]水稻抽穗揚花期耐熱性QTL（qHTH10）的鑒定及遺傳效應(yīng)分析[J]. 曹志斌,唐秀英,肖偉軍,毛凌華,聶元元,李永輝,謝紅衛(wèi),蔡耀輝,袁林峰. 分子植物育種. 2019(07)
[3]水稻耐高溫性研究進(jìn)展[J]. 唐婷,陳艷艷,楊洋,楊遠(yuǎn)柱,孟桂元,周靜. 分子植物育種. 2017(09)
[4]水稻高溫?zé)岷澳蜔嵝匝芯窟M(jìn)展[J]. 王志剛,王磊,林海,龐乾林,鄂志國,張玉屏,朱德峰. 中國稻米. 2013(01)
[5]植物耐熱性的分子機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 鞠冠華,崔麗潔,張書,錢忠英,潘靜嫻,開國銀. 長江蔬菜. 2012(24)
[6]水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)理與耐高溫遺傳基礎(chǔ)研究[J]. 李飛,卓壯,U.A.Kapila Siri Udawela,高用明,石英堯. 植物遺傳資源學(xué)報. 2013(01)
[7]高通量轉(zhuǎn)錄組測序的數(shù)據(jù)分析與基因發(fā)掘[J]. 周華,張新,劉騰云,余發(fā)新. 江西科學(xué). 2012(05)
[8]中國水稻熱害研究歷史、進(jìn)展與展望[J]. 田小海,羅海偉,周恒多,吳晨陽. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2009(22)
[9]抽穗期高溫脅迫對水稻開花結(jié)實的影響[J]. 謝曉金,申雙和,李秉柏,劉春雷,周千. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2009(02)
[10]植物耐熱性研究進(jìn)展[J]. 歐祖蘭,曹福亮. 林業(yè)科技開發(fā). 2008(01)
博士論文
[1]水稻代謝組學(xué)的生物信息學(xué)分析及遺傳基礎(chǔ)的研究[D]. 王文升.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于連鎖與連鎖不平衡聯(lián)合作圖的粳稻耐鹽性遺傳位點解析[D]. 鄭洪亮.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]高溫對水稻花器傷害和籽粒品質(zhì)影響的相關(guān)碳氮代謝機(jī)理[D]. 曹珍珍.浙江大學(xué) 2014
[4]不同類型玉米種質(zhì)分子特征分析及耐旱相關(guān)性狀的連鎖—連鎖不平衡聯(lián)合作圖[D]. 盧艷麗.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]水稻應(yīng)答灌漿初期夜間高溫的轉(zhuǎn)錄組研究[D]. 巫娟.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]水稻花期耐高溫突變體的遺傳分析[D]. 曲愛麗.中國計量學(xué)院 2014
[3]水稻耐熱性生理機(jī)理和耐熱資源的鑒定與篩選[D]. 周偉輝.浙江大學(xué) 2011
本文編號：3107518
本文鏈接：http://sikaile.net/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/3107518.html
最近更新
教材專著
