發(fā)布時(shí)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(xì)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(guān)的遺傳位點(diǎn)并克隆相關(guān)基因,對(duì)水稻的生長發(fā)育研究和生產(chǎn)應(yīng)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(guān)基因很少,而全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association study,GWAS)是近年來興起的研究復(fù)雜性狀的方法。迄今,國內(nèi)外學(xué)者已運(yùn)用GWAS方法對(duì)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(duì)水稻葉毛性狀進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析。我們共選取61,128個(gè)單核苷酸多態(tài)(SNP)標(biāo)記,運(yùn)用混合線性模型(MLM),在-log10P4.5(FDR0.01)水平下,共發(fā)現(xiàn)12個(gè)與水稻葉毛性狀相關(guān)的SNP位點(diǎn)。以關(guān)聯(lián)程度最高的SNP位點(diǎn)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(bào)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(dá)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(yàn)證的過表達(dá)載體和敲除載體。對(duì)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(shí)了運(yùn)用GWAS方法可以快速挖掘水稻葉毛性狀相關(guān)的候選基因,而且為揭示葉毛形成的分子遺傳機(jī)理提供了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S511
【部分圖文】：

時(shí)開啟核內(nèi)的復(fù)制循環(huán)。核內(nèi)復(fù)制循環(huán)會(huì)增加細(xì)胞內(nèi)的ＤＮＡ含量，細(xì)胞的體積??也迅速增長。表皮毛細(xì)胞的發(fā)育過程中會(huì)連續(xù)出現(xiàn)兩次分枝過程，分枝的方向由??葉片的近軸－遠(yuǎn)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(gè)表皮毛之間通常有一定的距離，相鄰的兩個(gè)細(xì)胞同時(shí)長成表皮毛的機(jī)率??非常小，也就是說表皮毛細(xì)胞和非表皮毛細(xì)胞之間有一個(gè)抑制機(jī)制：所有細(xì)胞在??最開始的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生表皮毛促進(jìn)因子，同時(shí)激活與其相鄰的細(xì)胞的表皮毛抑制??因子，經(jīng)過細(xì)胞之間的競爭，具有相對(duì)較高水平地促進(jìn)因子的細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生更多??的抑制因子，從而抑制組織相鄰細(xì)胞表皮毛的生長，而自身發(fā)育成表皮毛。這個(gè)??抑制機(jī)制需要具備兩個(gè)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(gè)過程中需要正負(fù)調(diào)控因子的參與，二是細(xì)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(gè)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(dòng)觀撞１?基醒艇?????．?ｊ?、?「?＾??ｉ??＾???表型鏈｜?［群臘糊〇ＬＤ＾析??＾?１????基醫(yī)助能＾?）?［關(guān)１緋圖ｊ?［ＲＮＡ＾｜?卜、游??????圖２全基因組關(guān)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(chǔ)。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(shí)也從美國、日本等國家引??進(jìn)。然而，同時(shí)對(duì)所有品種進(jìn)行研宄是不現(xiàn)實(shí)的，所以必須根據(jù)研宄需要選擇特??定的品種進(jìn)行研究。而作物的生長地域和遺傳多樣性是進(jìn)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(duì)水稻的惡苗病抗性基因進(jìn)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(huì)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(guān)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(yàn)證???第二章水稻葉毛基因／／Ｍ?的定位、克隆與??功能驗(yàn)證??２．１研究材料、所用試劑及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)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(yīng)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(yàn)基地，開展水稻葉毛表??型查，合基型用全基組關(guān)聯(lián)析法定基因??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 唐富福;徐非非;包勁松;;全基因組關(guān)聯(lián)分析在水稻遺傳育種中的應(yīng)用[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);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(jìn)展[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);2008年04期

3 王榮煥;王天宇;黎裕;;關(guān)聯(lián)分析在作物種質(zhì)資源分子評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J];植物遺傳資源學(xué)報(bào);2007年03期

4 楊小紅;嚴(yán)建兵;鄭艷萍;余建明;李建生;;植物數(shù)量性狀關(guān)聯(lián)分析研究進(jìn)展[J];作物學(xué)報(bào);2007年04期

本文編號(hào)：2883311