基于CSSLs的水稻产量性状杂种优势遗传基础解析和精胺合成酶基因OsSPMS1的功能研究

发布时间：2021-05-08 20:54

　　水稻是重要的粮食作物之一,为世界一半以上的人口提供食物和营养来源,提高水稻产量也一直是育种家最重要的研究目标之一。我国水稻高产育种技术经历了两次革命性飞跃,一是矮秆基因sd1的利用,降低了株高,提高了单产;二是成功利用细胞质雄性不育基因,实现了杂交水稻的三系配套,有效利用了水稻杂种优势。虽然杂种优势在作物中已经被广泛利用,为解决粮食问题作出了重要贡献,但是它的遗传机制仍不清楚。近年来,随着水稻分子生物学的发展,水稻育种已经从传统育种转向传统育种与现代分子技术相结合,特别是CRISPR/Cas9技术的不断完善,对目标基因进行定点编辑进而提高水稻单产已经成为可能,水稻产量性状调控基因的挖掘就显得尤为重要。本研究的工作主要包括以下两个方面:一、基于CSSLs的水稻产量性状杂种优势遗传基础解析我们利用一套重测序的128个水稻染色体片段代换系分别和水稻光温敏雄性核不育系广占63-4s、036s和连99s杂交,构建了204套测交系群体,分别命名为TC1-TC204（TC1:广占2063-4s×CSSLs,200920年;TC2:广占2063-4s×CSSLs,201120年;TC3:036s×CS... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 文献综述
    1.1 水稻杂种优势的利用和遗传基础研究进展
        1.1.1 作物杂种优势的遗传基础
        1.1.2 作物杂种优势的研究方法
        1.1.3 杂种优势位点的挖掘
    1.2 植物多胺代谢及其功能研究进展
        1.2.1 多胺的种类
        1.2.2 多胺的代谢通路
        1.2.3 多胺的分布
        1.2.4 多胺在植物生长发育中的作用
    1.3 研究的目的和意义
第2章 水稻产量相关性状杂种优势遗传基础解析
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 供试材料
        2.2.2 试验设计
        2.2.3 性状调查
    2.3 数据分析
        2.3.1 QTL和HL定位
        2.3.2 方差分析
    2.4 结果与分析
        2.4.1 代换系群体和测交系群体产量性状表型分析
        2.4.2 产量性状相关性分析
        2.4.3 产量相关农艺性状QTL/HL定位
        2.4.4 产量相关农艺性状遗传组成分析
    2.5 讨论
        2.5.1 CSSLs用于产量性状QTL/HL定位和杂种优势分析的优势
        2.5.2 CSSLs用于分子聚合育种的优势
        2.5.3 产量性状QTL/HL的“簇状分布”
        2.5.4 部分显性和超显性是产量构成性状杂种优势形成的遗传基础
第3章 水稻精胺合成酶基因OsSPMS1的功能研究
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 供试材料
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 水稻中亚精胺/精胺合成酶基因家族的生物信息学分析
        3.3.2 OsSPMS1基因表达特异性分析
        3.3.3 OsSPMS1蛋白的亚细胞定位
        3.3.4 OsSPMS1转基因株系的鉴定和农艺性状考察
        3.3.5 OsSPMS1转基因株系茎秆组织形态学分析
        3.3.6 OsSPMS1对产量性状的影响
        3.3.7 OsSPMS1对内源多胺含量的影响
        3.3.8 OsSPMS1对籽粒萌发的影响
        3.3.9 OsSPMS1对幼根伸长的影响
        3.3.10 转基因株系对干旱胁迫的响应
        3.3.11 OsSPMS1转基因材料与野生型幼穗组织转录组分析
        3.3.12 高产背景下OsSPMS1基因CRISPR/Cas9突变体材料的创制
    3.4 小结与讨论
        3.4.1 水稻OsSPMS1家族的分子进化分析
        3.4.2 调控OsSPMS1影响乙烯合成
        3.4.3 OsSPMS1在水稻抗逆中的作用
        3.4.4 OsSPMS1通过多胺和乙烯合成代谢影响水稻生长发育的模型
        3.4.5 OsSPMS1在水稻育种利用中的潜在价值
第4章 全文总结
参考文献
附录
    附录1 引物汇总
    附录2 大肠杆菌感受态细胞的转化
    附录3 农杆菌感受态细胞的转化
    附录4 质粒提取
    附录5 CTAB法提取水稻叶片DNA
    附录6 DNA胶回收步骤
    附录7 水稻各组织总RNA提取
    附录8 酵母双杂交步骤
    附录9 GUS染色步骤
    附录10 烟草注射
    附录11 电镜扫描步骤
    附录12 超薄切片步骤
    附录13 绿色植物基因组中含Spermine_synth结构域的62个基因信息
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
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[6]Additive20and20Over-dominant20Effects20Resulting20from20Epistatic20Loci20Are20the20Primary20Genetic20Basis20of20Heterosis20in20Rice[J]. Xiaojin Luo1,2,3,4,Yongcai Fu1,2,3,Peijiang Zhang5,Shuang Wu1,2,3,Feng Tian1,2,3,Jiayong Liu1,2,3,Zuofeng Zhu1,2,3,Jinshui Yang4 and Chuanqing Sun1,2,3(1Department of Plant Genetics and Breeding and State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry,China Agricultural University,Beijing 100193,China;2National Centre for Evaluation of Agricultural Wild Plant(Rice),Beijing 100193,China;3Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement and Genome of Ministry of Agriculture,Beijing 100193,China;4State Key Laboratory of Genetic Engineering,Morgan-Tan International Center for Life Sciences,School of Life Sciences,Fudan University,Shanghai 200433,China;5Institute of Rice Research,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 230031,China).  Journal of Integrative Plant Biology. 2009(04)
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博士论文
[1]利用染色体片段置换系剖析水稻籼粳亚种间产量相关农艺性状杂种优势的遗传基础[D]. 王智权.南京农业大学 2010



本文编号：3175984