發(fā)布時間：2020-11-14 09:11

　　 水稻(Oryza SativaL.)是世界上最重要的糧食作物之一,是全球二分之一以上人口的主食來源。水稻葉毛是由葉片表皮細胞分化而來、延伸出的毛狀突起,具有抵御生物和非生物脅迫的功能,如減少水稻葉片熱量和水分的損失、提高抗凍能力、防止紫外輻射等。因此,發(fā)掘水稻葉毛發(fā)育相關的遺傳位點并克隆相關基因,對水稻的生長發(fā)育研究和生產(chǎn)應用具有重要意義。目前,通過圖位克隆等技術(shù)克隆的水稻葉毛相關基因很少,而全基因組關聯(lián)分析(genome-wide association study,GWAS)是近年來興起的研究復雜性狀的方法。迄今,國內(nèi)外學者已運用GWAS方法對一些農(nóng)作物的重要農(nóng)藝性狀開展了研究。我們選擇表型和遺傳變異豐富的149份重測序水稻品種對水稻葉毛性狀進行了全基因組關聯(lián)分析。我們共選取61,128個單核苷酸多態(tài)(SNP)標記,運用混合線性模型(MLM),在-log10P4.5(FDR0.01)水平下,共發(fā)現(xiàn)12個與水稻葉毛性狀相關的SNP位點。以關聯(lián)程度最高的SNP位點的上、下游120kb(共240kb)作為候選基因所在區(qū)域,結(jié)合基因功能注釋及前人報道發(fā)現(xiàn)了基因LOC_Os0(HL6)可能參與水稻葉毛的形成。DNA測序顯示,該基因的編碼區(qū)在多葉毛品種和少葉毛品種中存在引起氨基酸改變的差異。RT-PCR結(jié)果顯示,該基因在多葉毛品種B120、9311中的表達量顯著高于少葉毛品種IRIS313-10430、日本晴(NPB)。隨后,我們分別構(gòu)建了用于轉(zhuǎn)基因功能驗證的過表達載體和敲除載體。對149份水稻品種的HL6基因編碼區(qū)的單體型分析發(fā)現(xiàn),該基因在這些水稻品種中至少存在9種單體型,且以兩種單體型為主。本研究不僅證實了運用GWAS方法可以快速挖掘水稻葉毛性狀相關的候選基因,而且為揭示葉毛形成的分子遺傳機理提供了理論基礎。
【學位單位】：浙江師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S511
【部分圖文】：

時開啟核內(nèi)的復制循環(huán)。核內(nèi)復制循環(huán)會增加細胞內(nèi)的ＤＮＡ含量，細胞的體積??也迅速增長。表皮毛細胞的發(fā)育過程中會連續(xù)出現(xiàn)兩次分枝過程，分枝的方向由??葉片的近軸－遠軸決定（圖１）?［６］。??——廟一?Ｈ令??圖１擬南齊表皮毛發(fā)育過程Ｗ??Ｆｉｇ?１?Ｔｈｅ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｏｆ?Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ?ｔｒｉｃｈｏｍｅｓｆ６１??兩個表皮毛之間通常有一定的距離，相鄰的兩個細胞同時長成表皮毛的機率??非常小，也就是說表皮毛細胞和非表皮毛細胞之間有一個抑制機制：所有細胞在??最開始的時候都會產(chǎn)生表皮毛促進因子，同時激活與其相鄰的細胞的表皮毛抑制??因子，經(jīng)過細胞之間的競爭，具有相對較高水平地促進因子的細胞就會產(chǎn)生更多??的抑制因子，從而抑制組織相鄰細胞表皮毛的生長，而自身發(fā)育成表皮毛。這個??抑制機制需要具備兩個條件才能完成，一是激活子激活抑制因子和抑制因子抑制??激活子兩個過程中需要正負調(diào)控因子的參與，二是細胞間具有抑制子通道在??擬南芥中

??ＧＷＡＳ的基本策略如圖２所示，分以下五個方面詳述。??種庚材料趙??Ｉ?．??￣?丨????＾＾???巨制生擁餓ｊ?［基片）?［基趣腫辦??ｖ?丄?ｗ??人：ｒａｎ?自動觀撞１?基醒艇?????．?ｊ?、?「?＾??ｉ??＾???表型鏈｜?［群臘糊〇ＬＤ＾析??＾?１????基醫(yī)助能＾?）?［關１緋圖ｊ?［ＲＮＡ＾｜?卜、游??????圖２全基因組關聯(lián)分析的基本策略??Ｆｉｇｕｒｅ?２?Ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｏｆ?ＧＷＡＳ??１．２．２．１種質(zhì)材料的選擇??豐富的品種資源為研宄工作者提供了研宄基礎。作為世界上最主要的糧食之??一，水稻有著豐富的品種資源，如菲律賓的國際水稻研究所（ＩＲＲＩ）保存著超過??１０２５４７份亞洲栽培稻，１６５２份非洲稻，４５０８份野生稻，是全世界最大的水稻種??子庫。此外，中國、日本、韓國、印度等國家也保存有大量的水稻品種資源??中國保存有小麥、玉米、大豆等作物的種質(zhì)資源，同時也從美國、日本等國家引??進。然而，同時對所有品種進行研宄是不現(xiàn)實的，所以必須根據(jù)研宄需要選擇特??定的品種進行研究。而作物的生長地域和遺傳多樣性是進行ＧＷＡＳ分析首先需??要考慮的問題。Ｖｏｌａｍｅ等％選擇了?１３８份適宜在意大利生長且具有遺傳多樣性??的水稻品種對水稻的惡苗病抗性基因進行了研究。群體規(guī)模過大，性狀測量成本??和基因型檢測成本都會增加。所以，選擇能代表作物全部表型和遺傳變異的研究??群體可提高關聯(lián)分析的分辨率

?第二章水稻葉毛基因（／／ａ／ｐ＾ｇａ／６）的定位、克隆與功能驗證???第二章水稻葉毛基因／／Ｍ?的定位、克隆與??功能驗證??２．１研究材料、所用試劑及相關實驗設備??２．１．１研究材料??本研究材料為由１４９份重測序水稻品種（各品種信息見附錄Ｉ?）（深圳農(nóng)業(yè)??基因組研宄所提供）構(gòu)成的自然群體（圖３）；以及測序產(chǎn)生的相應基因型數(shù)據(jù)??［１｜５】。該自然群體種植在浙江省富陽中國水稻研究所試驗基地，開展水稻葉毛表??型查，合基型用全基組關聯(lián)析法定基因??
【參考文獻】

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1 唐富福;徐非非;包勁松;;全基因組關聯(lián)分析在水稻遺傳育種中的應用[J];核農(nóng)學報;2013年05期

2 沈蕓;肖鵬;包勁松;;水稻營養(yǎng)成分遺傳育種研究進展[J];核農(nóng)學報;2008年04期

3 王榮煥;王天宇;黎裕;;關聯(lián)分析在作物種質(zhì)資源分子評價中的應用[J];植物遺傳資源學報;2007年03期

4 楊小紅;嚴建兵;鄭艷萍;余建明;李建生;;植物數(shù)量性狀關聯(lián)分析研究進展[J];作物學報;2007年04期

本文編號：2883311