本文主要研究内容
作者李宁（2019）在《粳稻苗期耐碱性全基因组关联分析及候选基因挖掘》一文中研究指出：盐碱胁迫是世界范围内限制粮食生产的主要环境因素之一。水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,其种植面积是国家粮食安全的重要保证。但由于盐碱土壤的不断恶化,耕地面积的逐年减少,水稻的生长和产量已经受到了严重的影响。因此,研究水稻的耐盐碱性、培育耐盐碱水稻品种对提高盐碱土地的利用率、确保我国水稻稳定生产都具有重要的现实意义。盐碱土壤中,以NaHC03和Na2C03为主要成分的碱性盐胁迫(简称碱胁迫)对植物造成的伤害要比以NaCl和Na2S04为主要成分的中性盐胁迫(简称盐胁迫)更加严重。目前为止,关于水稻耐碱性基因的挖掘与利用明显落后于盐胁迫研究,且多数研究还处于QTL初定位阶段。本研究对295个粳稻品种组成的自然群体进行了平均测序深度为14.62×的重测序基因分型,在最小等位基因频率(MAF)≥5%和缺失率(Missing data)20%的前提下,共计获得了 788,396个高质量的群体SNP。利用全基因组关联分析的方法,对苗期的碱害级别、地上部Na+浓度、地上部K+浓度、地上部Na+/K+、根部Na+浓度、根部K+浓度、根部Na+/K+、相对地上部鲜重、相对地上部干重、相对根部鲜重、相对根部干重、相对根数、相对根长和相对苗高等14个耐碱相关性状进行了关联分析。此外,在碱胁迫及对照条件下对强耐碱性水稻品种“WD20342”和碱敏感品种“彩稻”进行了转录组测序分析。进一步对候选基因进行了筛选与分析,以期为挖掘水稻耐碱新基因及通过分子标记辅助选择改良水稻品种提供理论依据。本研究的主要结果如下:(1)对粳稻苗期14个耐碱相关性状的描述性统计分析,结果表明,本研究中各耐碱相关性状均呈正态分布,其中碱害级别在1-9之间均有分布,群体变异系数为45.17%,证明本研究所选用的自然群体在耐碱性方面表现出丰富的多样性。(2)通过群体结构(Q)、主成分分析(PCA)和系统进化(NJ)树的综合分析,结果表明,本研究所选用的粳稻群体可分为3个亚群。群体内个体间亲缘关系(K)的分析结果表明,个体间的亲缘关系较远,比较适合进行全基因组关联研究。(3)群体的连锁不平衡(LD)分析结果表明,全基因组水平的LD衰减距离约为109.77kb,与以往的研究相近;而不同染色体的LD衰减距离存在明显差异,其中第11染色体的LD衰减距离最小,约为13.79kb,第5染色体的LD衰减距离最大,约为415.77kb。(4)利用TASSLE5.0软件的混合线性模型(MLM),在P<6.34×10-8水平条件下共检测到38个与水稻耐碱性显著关联的SNP位点,分布在30个QTL区间内。其中,12个QTL的内部或相邻位置上能够检索到已知功能的水稻耐盐性基因。(5)通过对“WD20342”和“彩稻”在碱胁迫及对照条件下的转录组测序分析,共检测到8,332个与碱胁迫相关的差异表达基因(DEG)。GO功能富集分析结果表明,其中部分DEG参与了刺激、胁迫反应和离子跨膜运输;KEGG通路富集分析结果表明,DEG主要参与了植物激素信号转导和次级代谢产物的生物合成过程。(6)本研究针对在第3染色体上检测到的1个同时与碱害级别、地上部Na+浓度和地上部Na+/K+显著相关的QTL进行进一步分析。结合转录组测序、GO富集分析对候选基因初步筛选,得到了 12个可能与耐碱性相关的候选基因,通过qRT-PCR分析,检测到2个在耐碱品种和碱敏感品种间以及碱胁迫与对照间存在差异表达的基因,分别为LOC Os03g26210和LOC_Os03g26430。(7)基因的测序结果表明,与碱敏感品种的相应序列比较,耐碱品种在LOC Os03g26210的5’UTR(ATG起始密码子上游193-199bp)的起始位置含有一个总长度为7bp的缺失片段。LOC_Os03g26210在之前的研究中已被证实在水稻Fe缺乏的响应中起负调控作用,并被命名为 OsIR03。(8)利用该缺失片段设计的Indel标记对126个粳稻品种(60个耐碱品种,66个碱敏感品种)进行基因分型。结果显示,85.00%(51/60)的耐碱品种具有耐碱性等位基因型,83.33%(5 5/66)的敏感品种具有碱敏感等位基因型。
Abstract
yan jian xie pai shi shi jie fan wei nei xian zhi liang shi sheng chan de zhu yao huan jing yin su zhi yi 。shui dao zuo wei shi jie shang zui chong yao de liang shi zuo wu zhi yi ,ji chong zhi mian ji shi guo jia liang shi an quan de chong yao bao zheng 。dan you yu yan jian tu rang de bu duan e hua ,geng de mian ji de zhu nian jian shao ,shui dao de sheng chang he chan liang yi jing shou dao le yan chong de ying xiang 。yin ci ,yan jiu shui dao de nai yan jian xing 、pei yo nai yan jian shui dao pin chong dui di gao yan jian tu de de li yong lv 、que bao wo guo shui dao wen ding sheng chan dou ju you chong yao de xian shi yi yi 。yan jian tu rang zhong ,yi NaHC03he Na2C03wei zhu yao cheng fen de jian xing yan xie pai (jian chen jian xie pai )dui zhi wu zao cheng de shang hai yao bi yi NaClhe Na2S04wei zhu yao cheng fen de zhong xing yan xie pai (jian chen yan xie pai )geng jia yan chong 。mu qian wei zhi ,guan yu shui dao nai jian xing ji yin de wa jue yu li yong ming xian la hou yu yan xie pai yan jiu ,ju duo shu yan jiu hai chu yu QTLchu ding wei jie duan 。ben yan jiu dui 295ge jing dao pin chong zu cheng de zi ran qun ti jin hang le ping jun ce xu shen du wei 14.62×de chong ce xu ji yin fen xing ,zai zui xiao deng wei ji yin pin lv (MAF)≥5%he que shi lv (Missing data)20%de qian di xia ,gong ji huo de le 788,396ge gao zhi liang de qun ti SNP。li yong quan ji yin zu guan lian fen xi de fang fa ,dui miao ji de jian hai ji bie 、de shang bu Na+nong du 、de shang bu K+nong du 、de shang bu Na+/K+、gen bu Na+nong du 、gen bu K+nong du 、gen bu Na+/K+、xiang dui de shang bu xian chong 、xiang dui de shang bu gan chong 、xiang dui gen bu xian chong 、xiang dui gen bu gan chong 、xiang dui gen shu 、xiang dui gen chang he xiang dui miao gao deng 14ge nai jian xiang guan xing zhuang jin hang le guan lian fen xi 。ci wai ,zai jian xie pai ji dui zhao tiao jian xia dui jiang nai jian xing shui dao pin chong “WD20342”he jian min gan pin chong “cai dao ”jin hang le zhuai lu zu ce xu fen xi 。jin yi bu dui hou shua ji yin jin hang le shai shua yu fen xi ,yi ji wei wa jue shui dao nai jian xin ji yin ji tong guo fen zi biao ji fu zhu shua ze gai liang shui dao pin chong di gong li lun yi ju 。ben yan jiu de zhu yao jie guo ru xia :(1)dui jing dao miao ji 14ge nai jian xiang guan xing zhuang de miao shu xing tong ji fen xi ,jie guo biao ming ,ben yan jiu zhong ge nai jian xiang guan xing zhuang jun cheng zheng tai fen bu ,ji zhong jian hai ji bie zai 1-9zhi jian jun you fen bu ,qun ti bian yi ji shu wei 45.17%,zheng ming ben yan jiu suo shua yong de zi ran qun ti zai nai jian xing fang mian biao xian chu feng fu de duo yang xing 。(2)tong guo qun ti jie gou (Q)、zhu cheng fen fen xi (PCA)he ji tong jin hua (NJ)shu de zeng ge fen xi ,jie guo biao ming ,ben yan jiu suo shua yong de jing dao qun ti ke fen wei 3ge ya qun 。qun ti nei ge ti jian qin yuan guan ji (K)de fen xi jie guo biao ming ,ge ti jian de qin yuan guan ji jiao yuan ,bi jiao kuo ge jin hang quan ji yin zu guan lian yan jiu 。(3)qun ti de lian suo bu ping heng (LD)fen xi jie guo biao ming ,quan ji yin zu shui ping de LDcui jian ju li yao wei 109.77kb,yu yi wang de yan jiu xiang jin ;er bu tong ran se ti de LDcui jian ju li cun zai ming xian cha yi ,ji zhong di 11ran se ti de LDcui jian ju li zui xiao ,yao wei 13.79kb,di 5ran se ti de LDcui jian ju li zui da ,yao wei 415.77kb。(4)li yong TASSLE5.0ruan jian de hun ge xian xing mo xing (MLM),zai P<6.34×10-8shui ping tiao jian xia gong jian ce dao 38ge yu shui dao nai jian xing xian zhe guan lian de SNPwei dian ,fen bu zai 30ge QTLou jian nei 。ji zhong ,12ge QTLde nei bu huo xiang lin wei zhi shang neng gou jian suo dao yi zhi gong neng de shui dao nai yan xing ji yin 。(5)tong guo dui “WD20342”he “cai dao ”zai jian xie pai ji dui zhao tiao jian xia de zhuai lu zu ce xu fen xi ,gong jian ce dao 8,332ge yu jian xie pai xiang guan de cha yi biao da ji yin (DEG)。GOgong neng fu ji fen xi jie guo biao ming ,ji zhong bu fen DEGcan yu le ci ji 、xie pai fan ying he 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zhi qian de yan jiu zhong yi bei zheng shi zai shui dao Feque fa de xiang ying zhong qi fu diao kong zuo yong ,bing bei ming ming wei OsIR03。(8)li yong gai que shi pian duan she ji de Indelbiao ji dui 126ge jing dao pin chong (60ge nai jian pin chong ,66ge jian min gan pin chong )jin hang ji yin fen xing 。jie guo xian shi ,85.00%(51/60)de nai jian pin chong ju you nai jian xing deng wei ji yin xing ,83.33%(5 5/66)de min gan pin chong ju you jian min gan deng wei ji yin xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自东北农业大学的李宁，发表于刊物东北农业大学2019-08-27论文，是一篇关于粳稻论文,耐碱性论文,全基因组关联分析论文,转录组测序论文,候选基因论文,东北农业大学2019-08-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自东北农业大学2019-08-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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