多重组学解析超级稻杂种优势遗传基础

发布时间：2020-10-13 03:53

　　 水稻杂种优势在农业生产中具有重要的应用,目前其遗传基础解析仍比较滞后,本研究利用基因组、转录组及多个遗传分离群体数据进行了超级稻杂种优势遗传基础的解析。本文的主要结论是:1.完成了超级稻亲本基因组序列的组装,并对双亲的结构变异进行了解析,得到了大量的结构变异,这些双亲各自携带的有利的等位基因的有无为超级稻杂种优势形成的基因组基础。2.超级稻和高产杂种优势固定系具有相似的表达谱,下调防御反应相关的基因可以促进水稻的生物量增加,进而影响水稻杂种优势的形成。3.对三套测交群体和代换系回交群体的QTL定位及分析发现,很多杂种优势QTL区间存在重要的有利的等位基因,并且是重要的育种选择位点,这些有利等位基因的累加或者聚合是超级稻产量杂种优势形成的原因。4.构建了三套不同遗传背景的CSSLs的精细物理图谱,这些材料和物理图谱为基因挖掘和分子设计育种提供了重要的平台。结合粒长GWAS结果和幼穗组织的表达谱,将检测到的qGL1精细定位到119kb区域内,为改良籽粒性状提供了新的基因资源。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士后
【学位年份】：2019
【中图分类】：S511
【部分图文】：

研究分析日本日本晴与９３１１和ＰＡ６４ｓ的ＳＶ结果，发现与日本晴相??比，ＰＡ６４ｓ和９３１１共有的插入片段数量３１０６５?（＞５０ｂｐ）小于共有缺失片??段的数量为６５９２５?（＞５０ｂｐ），这可能可以解释９３１１和ＰＡ６４ｓ的基因长度小于日本晴基因组，并且９３１１插入片段的数量（４６７２９）多于ＰＡ６４ｓ（４３６６０）（图?３．１）。??

发现９３１１和ＰＡ６４ｓ间易位（染色体间）的片段数量（５０ｂｐ）有１５５８２??个不均匀的分布在基因组中。进一步分析染色体间的易位发现大于８００ｂｐ??片段共有７１９个（图３．２），染色体间易位在每个水稻基因组剩余１１条??染色体上分布不均匀，９３１１的Ｃｈｒｌ２与ＰＡ６４ｓ的基因组不发生染色体间??易位，９３１１的基因组与ＰＡ６４ｓ的Ｃｈｒｌ２不发生染色体间易位。??Ｃ）??９３１１?＜。：?＞?ＰＡ６４Ｓ??图３．２三代组装前９３１１和ＰＡ６４ｓ染色体间易位〇８００ｂｐ的片段）??图注：绿色是９３１１的基因组，灰色是ＰＡ６４ｓ的基因组??３．３．３重复??基于日本晴，发现检测到９３１１和ＰＡ６４ｓ共有的重复片段（５０ｂｐ）的??数量有１２８６个不均匀的分布在基因组中，分别包含１？６个重复片段。分??别将９３１１和ＰＡ６４ｓ的重复片段进行同源注释，各有８５９个和９２０个已知??基因。??１５??

我们对超级稻Ｆ，与双亲基因表达量的平均值进行差异基因分析，同??时利用高产、中产、低产杂种优势固定系分别与双亲基因表达量的平均??值进行差异基因分析。把得到的差异基因进行了表达谱绘制，如图４．３所??示。从图中可以清晰地看出高产株系的表达谱和超级稻两优培九的表达??谱非常类似，同时中产株系与超级稻表达谱的相似度下降，而到低产株??系中该表达谱完全不同甚至相反。这些相同的表达谱的基因为我们下一??步寻找重要的杂种优势基因提供了好的候选基因。??１７??
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本文编号：2838697