發(fā)布時(shí)間：2020-07-23 10:49

【摘要】：隨著全球變暖已對(duì)生態(tài)環(huán)境和降水分布等造成嚴(yán)重影響,干旱危害加劇。干旱已成為全球糧食安全的重要威脅。水稻(Oryza sativa L.)是全球半數(shù)以上人口的主食。培育節(jié)水抗旱稻是解決嚴(yán)峻的生產(chǎn)環(huán)境與日益增長的水稻產(chǎn)量需求之間矛盾的重要途徑之一。根系是水稻最重要的器官之一,直接影響水稻的許多地上性狀和抗逆性,根系研究是水稻抗旱性研究的重要方向。在水稻根系分布中,深根越多其避旱性越強(qiáng),定位克隆控制水稻深根比的基因,有助于研究抗旱機(jī)制,豐富抗旱相關(guān)基因信息。本實(shí)驗(yàn)室利用重組自交系群體(來源于組合:珍汕97/IRAT109)定位到了6個(gè)控制水稻深根比的主效QTLs,并對(duì)位于第7號(hào)染色體上的qRDR-7進(jìn)行了初步精細(xì)定位,發(fā)現(xiàn)該QTL并未定位在初定位的RM478-RM134區(qū)間內(nèi),而是位于RM478的另一側(cè)。在此基礎(chǔ)上,本課題對(duì)qRDR-7做了進(jìn)一步的精細(xì)定位研究。結(jié)果如下。1.qRDR-7定位區(qū)間內(nèi)多態(tài)性分子標(biāo)記篩選:根據(jù)qRDR-7定位于RM478(25.9Mb)一側(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和親本的基因組重測序信息,在25Mb-26Mb區(qū)間內(nèi)預(yù)測了217個(gè)InDel標(biāo)記,對(duì)其中間隔均勻的60個(gè)進(jìn)行多態(tài)性驗(yàn)證,從中挑選了12對(duì)多態(tài)性標(biāo)記用于精細(xì)定位。2.重組交換單株篩選及重要交換位置確定:將qRDR-7為雜合的近等基因系BC_4F_3發(fā)展成一個(gè)7000株的群體。用篩選出來的多態(tài)性標(biāo)記檢測隨機(jī)小群體重組交換的發(fā)生位點(diǎn),發(fā)現(xiàn)重組交換位點(diǎn)全部位于R7Q89-RM478,認(rèn)為qRDR-7位于R7Q89-RM478區(qū)間內(nèi),用R7Q89和RM478標(biāo)記共篩選得到74株重組交換單株。利用qRDR-7定位區(qū)間內(nèi)的12個(gè)多態(tài)性標(biāo)記檢測到10個(gè)交換位置,覆蓋了整個(gè)目標(biāo)區(qū)間。3.qRDR-7精細(xì)定位:從74個(gè)重組單株中選取11個(gè)具有不同重組交換位置的重組交換單株的F_4家系,每個(gè)家系選取60株健壯幼苗采用“籃子法”進(jìn)行深根比表型檢測,結(jié)合每個(gè)單株的深根比及其qRDR-7基因型,推測,qRDR-7位于R7Q89-R7Q106區(qū)間或R7Q106-R7Q146區(qū)間。為了進(jìn)一步確定QTL區(qū)間,選取5個(gè)家系使用籃子水培法對(duì)上述兩個(gè)區(qū)段進(jìn)行了確認(rèn)。在幼苗期首先用發(fā)生交換位置兩側(cè)的標(biāo)記檢測其基因型,在每個(gè)家系中挑選2種親本基因型的幼苗各6株進(jìn)行深根比測定。結(jié)果表明,qRDR-7定位于R7Q133-R7Q146區(qū)間,大小為58kb。4.基于表達(dá)量的候選基因篩選:在R7Q133-R7Q146區(qū)間有7個(gè)編碼基因:LOC_Os07g42600,LOC_Os07g42610,LOC_Os07g42620,LOC_Os07g42626,LOC_Os07g42632,LOC_Os07g42640,LOC_Os07g42650。用珍汕97和IRAT109兩親本的根尖提取出RNA,進(jìn)行熒光定量分析,檢測基因在不同親本根尖組織的表達(dá)量差異。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S511
【圖文】：

2 材料與方法2.1 供試材料本課題要實(shí)現(xiàn) qRDR-7 位點(diǎn)的精細(xì)定位，需要構(gòu)建進(jìn)行初定位的初級(jí)群體及精細(xì)定位的高級(jí)群體，所用輪回親本材料珍汕 97，由溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育，是我國首批野敗型優(yōu)良秈型不育系珍汕 97A 的保持系，是由珍珠矮 11 和汕矮選 4 號(hào)選育而來，根系淺(RDR 約 20%），另外還具有抗性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、雜交優(yōu)勢強(qiáng)等特點(diǎn)，但是其抗旱性弱；IRAT109 是來自非洲的粳稻品種，根系深(RDR 約 50%），抗旱性較強(qiáng)。親本之間相對(duì)性狀差異較大，如圖 1。本實(shí)驗(yàn)室前期利用珍汕 97/IRAT109構(gòu)建重組自交系(RIL），對(duì)水稻深根比進(jìn)行了 QTL 初定位（Lou et al 2015），以低深根比親本珍汕 97 為輪回親本，回交 3-4 代，遺傳背景恢復(fù)純度>90%，完成了 QTL近等基因系的構(gòu)建，可用于 QTL 的精細(xì)定位克隆。

通過利用珍汕 97/IRAT109 重組3 個(gè) SSR 標(biāo)記組成的遺傳連鎖圖譜，并定位了4，7 號(hào)染色體的四個(gè) QTL 位點(diǎn)都能在 RIL 群體比表型變異的 12.37%，19.07%，12.20%，5.44%比的主效 QTL。本實(shí)驗(yàn)針對(duì) 7 號(hào)染色體主效有 qRDR-7 且遺傳背景超過 50%與珍汕 97 一再以珍汕 97 為輪回親本，連續(xù)回交 4 代，在78 和 RM134 對(duì)目標(biāo) QTL 進(jìn)行前景選擇，即基因型的單株，同時(shí)，利用初定位覆蓋全基因高的單株，用于下一輪的回交，回交 4 代后選標(biāo)區(qū)段為珍汕 97/IRAT109 雜合基因型的單株于該 QTL 的精細(xì)定位克隆。

水稻深根比數(shù)量性狀位點(diǎn) qRDR-7 精細(xì)定位3 結(jié)果與分析3.1 qRDR-7 定位區(qū)間的多態(tài)性分子標(biāo)記篩選結(jié)果本實(shí)驗(yàn)室在前期的研究中，將 qRDR-7 定位在 RM478（25.9Mb）左側(cè)（宋從志2016），根據(jù)親本重測序的結(jié)果，利用親本重測序數(shù)據(jù)在 25Mb-26Mb 區(qū)間內(nèi)設(shè)計(jì)位點(diǎn)特異性引物，共設(shè)計(jì)得到 217 對(duì)引物，標(biāo)記覆蓋了含有目的片段在內(nèi)的 1Mb。然后，用親本 DNA 對(duì)其中的 60 對(duì)引物進(jìn)行多態(tài)性篩選（圖 3）。從具有多態(tài)性的標(biāo)記中選出 12 對(duì)作為加密標(biāo)記用于對(duì)重組單株的重組交換位置的精確界定，標(biāo)記的分布密度約為 70kb。加密標(biāo)記信息如表 1。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2767225