DEP1基因對水稻群體冠層結構、產量及品質的影響
發(fā)布時間：2021-01-08 20:58
在粳稻育種中,直立的穗型結構有助于水稻獲取更高的產量。在分子分析中發(fā)現了dep1等位基因是控制穗型的多效基因,并揭示了直立穗型增加單株產量的機理。與單株產量相比,水稻群體的產量就顯得格外重要了。因此在水稻育種生產中,群體結構對產量及品質的研究也變得越來越重要。本研究比較了在兩種密度與兩種肥力處理下的一個彎穗品種Sasanishiki（WT）和一個由CRISPR/Cas9基因編輯技術編輯而來的直立穗突變體（CRISPR-dep1）品種,對兩種穗型群體的株型、群體冠層結構、物質生產情況、產量及品質展開調察,結果如下:1、CRISPR-dep1植株的劍葉葉角、倒二葉葉角、倒三葉葉角及植株的頸穗彎曲度在齊穗期與成熟期時均小于WT。CRISPR-dep1的劍葉葉長、倒二葉葉長、倒三葉葉長均顯著小于WT,而上三葉的葉寬均顯著大于WT,且倒三葉葉角>劍葉葉角>倒二葉葉角,劍葉的葉寬>倒二葉葉寬>倒三葉,倒二葉葉長和倒三葉葉長>劍葉葉長。從整體上看CRISPR-dep1群體的株高降低、穗長變短,株型比野生型植株直立,葉片較之野生型直立且短而寬。這樣的株型特點不僅提高了CR...
【文章來源】：沈陽農業(yè)大學遼寧省
【文章頁數】：56 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
DEP1、CRISPR-dep1和dep1基因組區(qū)域示意圖
2材料與方法12圖2WT和CRISPR-dep1植株sgRNA靶區(qū)的序列比對Fig2SequencealignmentofthesgRNAtargetregionoftheWTandCRISPR-dep1plants.2.2試驗設計試驗于2017和2018年在沈陽農業(yè)大學水稻研究所北地試驗田（沈陽農業(yè)大學，沈陽34°51N，135°37E）種植，4月24日播種，5月23日移栽。大田試驗采用裂區(qū)設計，以肥力為主區(qū)，密度為裂區(qū)，基因型為小裂區(qū)。將2個材料的植株移栽到田間，設置施氮量為2個水平，移栽密度為2個處理，3次重復，每個材料種30行，每穴插單株。高密度栽培以30cm×10cm為間隔，低密度栽培以30cm×20cm為間隔。施用尿素、磷酸鈣、氯化鉀作為底肥，分為兩種施氮水平，具體施肥情況具體如下：低施氮量處理為純氮60kg/hm2，磷90kg/hm2，鉀60kg/hm2；高施氮量處理為純氮120kg/hm2，磷90kg/hm2，鉀60kg/hm2。其他栽培管理同常規(guī)生產田。圖3田間試驗設計示意圖Fig3Thedesigndrawingoffieldexperiment2.3測定內容及方法2.3.1株型測定方法齊穗期開始每隔2周左右從每個小區(qū)除邊行外取長勢均等的植株10株并進行編號，每個小區(qū)取三次重復，用尺子分別測定每株植株的株高、穗長、上三葉（劍葉、倒2葉、倒3葉）的長度和寬度，用量角器測定每株植株頸穗彎曲度及上三葉葉片的葉基角（葉片基部與葉尖延長線形成的夾角）。2.3.2物質生產與分配的測定方法
沈陽農業(yè)大學碩士學位論文19由圖4可知，在齊穗期，水稻WT群體冠層的光合有效輻射在0:00-6:00和20:00-24:00的光合有效輻射接近于0，從6:00后，WT冠層的光合有效輻射呈先上升后下降的趨勢，并在13:00左右達到峰值，約為1577uM/m^2s。水稻WT群體距冠層15cm處、距冠層30cm處，以及距冠層45cm處的光合有效輻射在0:00-6:00和20:00-24:00的光合有效輻射也接近于0，從6:00后，WT冠層的光合有效輻射在整體上呈先上升后下降的趨勢，距冠層15cm處在11：00和13：00左右達到峰值，約為1120uM/m^2s；距冠層30cm處在13:00左右達到峰值，為783uM/m^2s；距冠層45cm處的光合有效輻射在13:00左右達到峰值，約為522uM/m^2s。齊穗期CRISPR-dep1群體的冠層光合有效輻射的變化趨勢與WT群體相同。CRISPR-dep1群體距冠層15cm處、距冠層30cm處，以及距冠層45cm處的光合有效輻射在整體上的變化趨勢亦呈現為先上升后下降的趨勢。CRISPR-dep1群體距冠層15cm處的光合有效輻射在12:00左右達到峰值，約為1279uM/m^2s；距冠層30cm處在11:00左右達到峰值，約為941uM/m^2s；距冠層45cm處的光合有效輻射在12:00左右達到峰值，約為569uM/m^2s。通過WT和CRISPR-dep1群體不同高度處的光合有效輻射的對比，可以發(fā)現在齊穗期，兩個群體光合有效輻射從冠層向下依次減少，其中兩個群體冠層的光合有效輻射幾乎無差異，而在群體距冠層15cm處、距冠層30cm處，以及距冠層45cm處，CRISPR-dep1群體的光合有效輻射略高于WT群體，差異不顯著。注：a為WT群體；b為CRISPR-dep1群體圖4齊穗期不同群體的光照垂直分布比較Fig4Comparisonoflightverticaldistributionamongdifferentpopulationatheadingstage由圖5可知，在齊穗期15天后，水稻WT群體、CRISPR-dep1群體的冠層、距冠層15cm處、距冠層30cm處
本文編號：2965291
【文章來源】：沈陽農業(yè)大學遼寧省
【文章頁數】：56 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
DEP1、CRISPR-dep1和dep1基因組區(qū)域示意圖
2材料與方法12圖2WT和CRISPR-dep1植株sgRNA靶區(qū)的序列比對Fig2SequencealignmentofthesgRNAtargetregionoftheWTandCRISPR-dep1plants.2.2試驗設計試驗于2017和2018年在沈陽農業(yè)大學水稻研究所北地試驗田（沈陽農業(yè)大學，沈陽34°51N，135°37E）種植，4月24日播種，5月23日移栽。大田試驗采用裂區(qū)設計，以肥力為主區(qū)，密度為裂區(qū)，基因型為小裂區(qū)。將2個材料的植株移栽到田間，設置施氮量為2個水平，移栽密度為2個處理，3次重復，每個材料種30行，每穴插單株。高密度栽培以30cm×10cm為間隔，低密度栽培以30cm×20cm為間隔。施用尿素、磷酸鈣、氯化鉀作為底肥，分為兩種施氮水平，具體施肥情況具體如下：低施氮量處理為純氮60kg/hm2，磷90kg/hm2，鉀60kg/hm2；高施氮量處理為純氮120kg/hm2，磷90kg/hm2，鉀60kg/hm2。其他栽培管理同常規(guī)生產田。圖3田間試驗設計示意圖Fig3Thedesigndrawingoffieldexperiment2.3測定內容及方法2.3.1株型測定方法齊穗期開始每隔2周左右從每個小區(qū)除邊行外取長勢均等的植株10株并進行編號，每個小區(qū)取三次重復，用尺子分別測定每株植株的株高、穗長、上三葉（劍葉、倒2葉、倒3葉）的長度和寬度，用量角器測定每株植株頸穗彎曲度及上三葉葉片的葉基角（葉片基部與葉尖延長線形成的夾角）。2.3.2物質生產與分配的測定方法
沈陽農業(yè)大學碩士學位論文19由圖4可知，在齊穗期，水稻WT群體冠層的光合有效輻射在0:00-6:00和20:00-24:00的光合有效輻射接近于0，從6:00后，WT冠層的光合有效輻射呈先上升后下降的趨勢，并在13:00左右達到峰值，約為1577uM/m^2s。水稻WT群體距冠層15cm處、距冠層30cm處，以及距冠層45cm處的光合有效輻射在0:00-6:00和20:00-24:00的光合有效輻射也接近于0，從6:00后，WT冠層的光合有效輻射在整體上呈先上升后下降的趨勢，距冠層15cm處在11：00和13：00左右達到峰值，約為1120uM/m^2s；距冠層30cm處在13:00左右達到峰值，為783uM/m^2s；距冠層45cm處的光合有效輻射在13:00左右達到峰值，約為522uM/m^2s。齊穗期CRISPR-dep1群體的冠層光合有效輻射的變化趨勢與WT群體相同。CRISPR-dep1群體距冠層15cm處、距冠層30cm處，以及距冠層45cm處的光合有效輻射在整體上的變化趨勢亦呈現為先上升后下降的趨勢。CRISPR-dep1群體距冠層15cm處的光合有效輻射在12:00左右達到峰值，約為1279uM/m^2s；距冠層30cm處在11:00左右達到峰值，約為941uM/m^2s；距冠層45cm處的光合有效輻射在12:00左右達到峰值，約為569uM/m^2s。通過WT和CRISPR-dep1群體不同高度處的光合有效輻射的對比，可以發(fā)現在齊穗期，兩個群體光合有效輻射從冠層向下依次減少，其中兩個群體冠層的光合有效輻射幾乎無差異，而在群體距冠層15cm處、距冠層30cm處，以及距冠層45cm處，CRISPR-dep1群體的光合有效輻射略高于WT群體，差異不顯著。注：a為WT群體；b為CRISPR-dep1群體圖4齊穗期不同群體的光照垂直分布比較Fig4Comparisonoflightverticaldistributionamongdifferentpopulationatheadingstage由圖5可知，在齊穗期15天后，水稻WT群體、CRISPR-dep1群體的冠層、距冠層15cm處、距冠層30cm處
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