水稻中胚轴伸长的QTL定位和编辑微管相关基因OsMAP1

发布时间：2020-10-17 12:49

　　 水稻中胚轴能够为幼苗破土提供动力,培育长中胚轴水稻品种有助于水稻直播技术的推广,因此研究水稻中胚轴伸长具有重要的理论和现实意义。本研究利用Asominori/IR24重组自交系群体进行了控制中胚轴伸长的QTL定位,并用Asominori为背景的IR24片段置换的片段代换系群体进行了验证。中胚轴伸长主要是由细胞伸长和细胞分裂两个过程决定的。微管骨架在细胞分裂的过程中起着重要作用。为研究微管在中胚轴伸长中的作用,利用CRISPR/Cas9技术对微管相关基因OsMAP1编辑,初步研究微管蛋白在中胚轴伸长中的作用。本文主要研究结果如下:(1)在Asominori/IR24重组自交系群体中共检测到3个控制中胚轴伸长的QTL位点,分别位于第2、第3和第7条染色体上,LOD值在2.34~3.41之间,单个QTL对表型贡献率在7.25%~11.07%之间。同时用Asominori遗传背景的IR24染色体片段片段代换系进行验证,qML2对应的代换家系CSSL12的中胚轴与Asominori相比显著伸长,qML7对应的代换家系CSSL37的中胚轴与Asominori相比显著缩短,从而验证了qML2和qML7位点的存在。与先前研究比较,qML3和qML7在不同群体不同环境下稳定表达。同时2018年杭州大田环境株高性状进行QTL定位,共检测到2个QTL位点,均与中胚轴QTL位点不重合,说明控制中胚轴伸长与控制株高有着不同的遗传基础。(2)以沈农265为遗传背景,运用CRISPR/Cas9技术对微管蛋白基因OsMAP1进行了编辑,T1代突变体中胚轴明显缩短,且中胚轴与胚芽鞘节点须根明显缩短;通过细胞形态学观察,突变体中异常细胞增多;多胺氧化酶(PAO)基因和细胞壁次生壁相关基因表达量上调;通过RNA-Sequence测序分析,发现大量逆境响应基因、细胞壁组装基因以及激素代谢相关基因表达差异显著,说明OsMAP1基因在调控细胞形态中发挥重要作用。赤霉素处理突变体中胚轴比野生型伸长更显著,与细胞壁次生壁合成基因CESA表达量下调,说明赤霉素通过影响细胞壁的组装来影响中胚轴伸长。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S511
【部分图文】：

2008)。林建荣等研究表明水稻荣等，2006)。过程以及植株生长过程中比较重要的部分，、中胚轴和下胚轴三部分组成（孙建伶等，2和胚芽鞘的生长将植株送出地面吸收空气中伸长是种子萌发破土出苗的动力，中胚轴的中胚轴的长度在野生稻和栽培稻中的多样性能推动水稻从传统的播种、移秧的耕种方式胚轴品种一般具有的较强的破土能力，这样洁锋等，2017），这将有利于实现水稻的直稻中胚轴发育的驯化、遗传、细胞和生化机

士学位论文 中胚轴长度（Sun et al., 2018）。与中胚轴伸长架(Microtubule, MT)的结构细胞中普遍存在的一种纤维结构，其外形笔直，横切面呈圆管状，核细胞特有的保守性结构，随着细胞周期形态发生周期性变化。微真核生物的细胞骨架系统。向作为参考，根据与细胞伸长方向形成的排列角度可以将微管分成 型，L 型促进细胞横向扩张，T 型微管有利于细胞纵向伸长，而 O 2018)。

Asominori/IR24群体遗传连锁标记分布
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本文编号：2844802