玉米苗期抗旱性状全基因组关联分析（GWAS）及候选基因表达量分析

发布时间：2021-02-03 06:22

　　玉米是世界最重要的粮食作物,且涉及在经济行业、饲料行业及新能源产业等方向的发展应用,其需求量尤其在发展中国家将越来越多,预计至2050年将增加一倍。玉米在我国栽培面积和总产量排列第一,而干旱是主要制约其产量的因素。苗期又是玉米各器官发育的初级阶段,干旱会导致苗弱、存活率低,以至于影响以后苗全和苗壮的生长状态,最后影响玉米产量。据报道,我国东北地区近5年除了2016年外均出现了大面积春旱的情况。因此,采用遗传学和基因工程手段进行玉米的遗传育种,培育具有抗旱性尤其是苗期抗旱性的玉米品种,对提高玉米抗旱性,乃至提高玉米的产量具有重要科学意义,以期满足人们对玉米日益增长的需求。本文选取326份变异广泛的玉米自交系群体,利用20%PEG6000溶液对玉米苗期进行模拟干旱胁迫处理,获取玉米株高、根长、株鲜重、根鲜重、株干重、根干重和根冠比7个形态指标数据计算抗旱指数,并进行BLUP分析,再结合群体基因型进行全基因组关联分析（GWAS）,定位并筛选出与抗旱表型相关的独立显著单核苷酸多态性（SNP）位点,根据SNP位点筛选出可以调控玉米性状的抗旱性候选基因。采用抗旱性隶属函数法比对出抗旱敏感性不同的两... 

【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 玉米概述
        1.1.1 玉米的研究现状
        1.1.2 干旱对玉米的影响
        1.1.3 玉米苗期抗旱性的研究意义
        1.1.4 玉米种质资源
    1.2 玉米苗期抗旱性鉴定
        1.2.1 玉米苗期抗旱性鉴定方法
        1.2.2 玉米苗期抗旱性鉴定指标
    1.3 玉米响应干旱胁迫机制研究
        1.3.1 玉米响应干旱胁迫的生理生化机制
        1.3.2 玉米响应干旱胁迫的分子机制
    1.4 全基因组关联分析（GWAS）
        1.4.1 单核苷酸多态性
        1.4.2 关联分析在植物中的研究进展
        1.4.3 GWAS分析方法—Farm CPU
    1.5 试验研究目的和意义
第二章 材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 材料栽培及胁迫处理
    2.3 表型数据的测定
    2.4 抗旱指数的计算
    2.5 数据分析
        2.5.1 样本基因型鉴定
        2.5.2 表型统计分析
        2.5.3 关联分析作图和显著SNP位点表型贡献率计算
        2.5.4 候选基因预测及功能注释
    2.6 苗期抗旱候选基因的表达量分析
        2.6.1 基因表达量分析的种子自交系筛选
        2.6.2 玉米种子萌发和叶片取材
        2.6.3 玉米叶片RNA的提取和检测
        2.6.4 RNA反转录和c DNA的检测
        2.6.5 qRT-PCR引物设计
        2.6.6 qRT-PCR操作及计算
    2.7 试验技术路线
第三章 结果与分析
    3.1 玉米苗期抗旱性状的表型变异及遗传力分析
    3.2 玉米苗期抗旱性状相关性检验
    3.3 玉米苗期抗旱性状亚群效应分析
    3.4 玉米苗期耐旱性状GWAS分析
    3.5 候选基因的筛选
    3.6 候选基因功能途径分类
    3.7 苗期抗旱候选基因表达量分析结果
        3.7.1 基因表达量分析种子自交系的确定
        3.7.2 玉米叶片RNA电泳检测结果
        3.7.3 玉米叶片c DNA及内参基因电泳检测结果
        3.7.4 表达量分析候选基因的确定
        3.7.5 qRT-PCR引物检测结果
        3.7.6 候选基因qRT-PCR结果
        3.7.7 候选基因表达量与抗旱性指标相关性分析
第四章 讨论与结论
    4.1 讨论
        4.1.1 玉米苗期7 个耐旱指标在关联群体中的遗传结构
        4.1.2 候选基因的功能分析
        4.1.3 候选基因的表达量分析
        4.1.4 植物苗期耐旱性状GWAS分析
    4.2 结论
参考文献
附录
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]水分和氮素对玉米苗期生长、根系形态及分布的影响[J]. 张馨月,王寅,陈健,陈安吉,王莉颖,郭晓颖,牛雅郦,张星宇,陈利东,高强.  中国农业科学. 2019(01)
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[4]PEG胁迫下玉米自交系苗期抗旱性鉴定及评价[J]. 鲁晓民,曹丽茹,张新,张前进,魏昕,郭金生,王振华.  河南农业科学. 2017(05)
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博士论文
[1]玉米干旱胁迫和镉毒害响应蛋白鉴定与分析[D]. 任雯.中国农业科学院 2018
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硕士论文
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[4]水稻OsHAD1基因的克隆与功能分析[D]. 徐浩然.四川农业大学 2017
[5]玉米苗期耐盐性全基因组关联分析[D]. 陈阳松.中国农业科学院 2017
[6]中国地方小麦抗旱相关性状关联分析[D]. 陈伟.四川农业大学 2016
[7]不同类型玉米种质资源耐旱性鉴定与评价[D]. 胡博晶.四川农业大学 2016
[8]小麦TaNCED3基因克隆及功能分析[D]. 席海秀.辽宁师范大学 2015
[9]玉米苗期耐旱相关性状的遗传分析[D]. 刘旭洋.四川农业大学 2015
[10]玉米苗期耐低磷相关性状全基因组关联分析[D]. 张力天.四川农业大学 2014



本文编号：3016045