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水稻種子萌發期耐鹽性鑒定及 QTL 定位

時間:2019-06-30 08:33來源:畢業論文
利用以韭菜青為供體、鹽敏感秈稻IR26為受體構建的染色體片段置換系(CSSLs)群體,通過耐鹽性篩選,選取在萌發期具有高耐鹽性的CSSL17的家系進行耐鹽性QTL分析

摘要: 挖掘克隆耐鹽基因, 培養高耐鹽性的水稻品種是克服和改善水稻鹽堿地的一種有效措施。 本研究利用以韭菜青為供體、 鹽敏感秈稻 IR26 為受體構建的染色體片段置換系(CSSLs) 群體, 通過耐鹽性篩選, 選取在萌發期具有高耐鹽性的 CSSL17 的家系進行耐鹽性 QTL 分析。 利用 SSR 標記對CSSL17 家系的遺傳背景進行比較分析發現, 在第 3、 8、 9 號染色體上共定位到 4 個 QTLs 位點。 通過 SSR 關聯分析, 確定 YQ2 和 HY40 標記所在的區段具有耐鹽基因, 可能是水稻耐鹽 2 個新位點。這兩個新位點將為后期基因克隆、 種子耐鹽萌發機理研究提供基礎。36764
畢業論文關鍵詞: 水稻; 萌發期; 耐鹽; QTL; 基因定位
Identification ofsalt tolerance during seed germination and QTLmapping in rice
Abstract: Excavating and cloning salt-tolerant gene to cultivate high salt resistance of rice varieties is aneffective way to overcome saline-alkali stress in rice production. In this study, the chromosome segmentsubstitution lines (CSSLs) orgined from Jiucaiqing as donor and IR26 as receptor were used. Through theevaluation of salt tolerance, the CSSL17 with high salt tolerance during seed germination stage was usedfor quantitative trait loci analysis. Using SSR markers, four QTLs loci were localized in the chromosome3,8 and 9 though comparing the genetic background of CSSL17. Further SSR correlation analysisconfirmed that the salt-tolerant genes were associated with YQ2 and HY40. By compasion, the lociassociated with YQ2 and HY40 are likely new QTLs, which provide the basis for the studies of genecloning and salt tolerance mechanism ofin rice in future.
Key words: rice; germination period; salt tolerance; QTL; gene mapping
目錄
摘要3
關鍵詞3
Abstract3

源¥自%六^^維*論-文+網=www.mmeqir.tw


Keywords3
引言3
1材料與方法4
1.1供試材料4
1.2田間種植4
1.3種子萌發耐鹽鑒定4
1.3.1親本的耐鹽鑒定4
1.3.2自交分離群體耐鹽鑒定4
1.3.3極端家系耐鹽鑒定4
1.4QTL定位及連鎖分析5
2結果與分析5
2.1親本耐鹽性比較5
2.2置換系群體在正常條件下種子活力及發芽速度比較5
2.3置換系群體在300mM鹽溶液條件下種子活力及發芽速度比較6
2.4CSSL17家系的遺傳背景及BC5F2群體耐鹽性6
2.5BC5F2群體耐鹽極端家系的表型鑒定6
3討論8
3.1親本耐鹽性分析8
3.2CSSL17家系8
3.3CSSL17家系控制耐鹽性的關聯分析8
致謝8
參考文獻8
引言水稻(OryzasativaL.)是世界上最重要的糧食作物之一,中國的水稻種植面積占世界的18.75%,總產量占28.96%[1]。但是,近年來因為灌溉和施肥不當,土壤中鹽分積累,每年鹽堿化都在不斷加重,農業可持續發展受到威脅[2]。近年來,已有諸多學者利用不同RILs、DH、F2:3等作圖群體對水稻苗期[3,4,5,6,7,8,9]和成熟期[10]開展耐鹽性研究。Lin等[11]利用F2和F3群體以存活率為指標,在1、6和7號染色體上分別檢測到1個QTLs位點,其中qSNC-7和qSKC-1為主效位點,貢獻率分別達48.5%和40.1%;隨后,Ren等[12]將定位于1號染色體上主效QTLSKC1克隆,并闡明其苗期耐鹽機理。Wang等[13]利用重組自交系以苗重(SH)、莖干重(DSW)、根干重(DRW)和Na/K比等5個耐鹽性狀為指標,對兩種濃度下的苗期耐鹽性進行了QTLs分析,定位到了11個加性QTLs和11個上位性QTLs。然而,有關水稻種子萌發期耐鹽性遺傳研究較少。
鹽脅迫下,鹽分對種子萌發的影響一般歸結為滲透效應和離子效應[14]。Na+/K平衡,使植物受到Na+的傷害[15]。滲透效應引起溶液滲透勢降低而使種子吸水受阻,從而影響種子萌發;離子效應一方面造成直接毒害而抑制種子萌發,另一方面滲入種子,降低種子滲透勢,加速吸水而促進萌發。鄭少玲等[16]認為,耐鹽水稻品種的中柱薄壁細胞對Na+有相對積累作用,從而控制Na+向地上部轉運,減少對地上部組織的鹽害,進而提高了自身耐鹽性。可見,在鹽逆境脅迫下,種子萌發性狀是一個非常復雜的綜合性狀。種子萌發性狀往往表現在發芽率、苗長、根長、鮮重、干重等諸多方面,是由多基因控制的數量性狀。隨著分子標記技術及數量性狀基因位點(QTL)分析技術的快速發展,控制種子萌發的QTL在染色體上的位置以及各位點對表型的相對貢獻率都能被確定。目前,種子萌發數量性狀基因位點分析已在擬南芥、水稻、大豆、萵苣等少數作物上有報道[17,18]。目前,有關水稻種子萌發相關基因的克隆已有報道,如qLTG3-1[19]、GD1[20],也有影響相對發芽指數的qRGR7[21]。但是,有關水稻種子耐鹽萌發基因克隆未有報道。在前期工作中,在太湖流域稻種資源的苗期耐鹽性篩選研究中,發現韭菜青為強耐鹽粳稻地方品種。為了進一步探明韭菜青在萌發期的耐鹽性,挖掘其中高耐鹽基因,本研究利用韭菜青為供體、鹽敏感秈稻IR26為受體構建的染色體片段置換系(CSSL17),進行萌發期韭菜青耐鹽基因定位。這將為后期基因克隆、種子耐鹽萌發機理研究及水稻種子活力遺傳改良提供基礎。1材料與方法1.1供試材料韭菜青(耐鹽性粳稻品種)和IR26(中度鹽敏感秈稻品種)親本,以韭菜青為供體親本,IR26為輪回親本連續回交獲得的染色體片段置換系CSSL17與IR26的回交后代BC5F1的自交分離群體BC5F2。1.2田間種植所有的材料于2015年種植在江蘇省南京農業大學江浦試驗站。6月中旬左右,將親本及染色體片段置換系(CSSL)群體的25天秧齡的幼苗進行移栽。每個親本和家系各種2行,種植的行間距為17cm×33cm[13],大田管理按照當地常規的水稻栽培管理方法。收取完熟的種子,將于42℃烘5~7天,常溫保存3個月以打破種子休眠,放置-20℃冰箱保存,備用。1.3種子萌發耐鹽鑒定1.3.1親本的耐鹽鑒定選取親本韭菜青、IR26飽和種子,每份50粒,均勻放置于直徑9cm的培養皿中,加入300mMNaCl溶液20毫升,蓋上保鮮膜,放入30℃恒溫光照培養箱(黑/白12h)進行12d發芽試驗,以胚根長大于或等于種子長度且胚芽長大于或等于種子長度的一半為準,每天統計發芽數及成苗數,計算發芽率(GR)和發芽指數(GI)等,計算方法參考Wang等[22],重復3次。1.3.2自交分離群體BC5F2耐鹽鑒定選取CSSL17與IR26的回交后代BC5F1的自交分離群體BC5F2進行300mM鹽條件下的發芽表型鑒定。選取BC5F2種子,每份50粒,均勻放置在直徑為9cm的培養皿中,加入300mMNaCl溶液20ml后放入中轉箱,蓋上保鮮膜,防止水分蒸發,減小環境誤差。將盛有種子的中轉箱置于30℃恒溫光照培養箱(黑/白12h)進行12d發芽試驗,以胚根長大于或等于種子長度且胚芽長大于或等于種子長度的一半為準,每天統計發芽數及成苗數,計算發芽率(GR)和發芽指數(GI)等,計算方法參考Wang等[22],重復3次。對BC5F2群體的發芽指數及第10d的成苗率進行統計分析。 水稻種子萌發期耐鹽性鑒定及 QTL 定位:http://www.mmeqir.tw/shengwu/20190630/35335.html
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