GWAS定位水稻苗期耐冷基因和抗白叶枯基因
发布时间：2021-06-07 21:53
水稻是最重要的粮食作物之一,但在水稻生产过程中常受到生物和非生物逆境的影响,导致减产降质,危及粮食安全。低温和白叶枯病是非生物和生物逆境因子的代表,研究水稻应对它们的遗传机制是改良水稻对它们的耐受性的基础。本研究应用全基因组关联分析方法分别定位了水稻耐冷性和白叶枯病抗性的QTL,主要结论如下:1、8℃处理来自82个国家RDP1群体的295份水稻品种,鉴定其耐冷表型,幷按水稻亚种分析耐冷性差异,结果显示:温带粳稻和热带粳稻耐冷性总体强于籼稻和奥斯亚种水稻。2、根据所有品种的耐冷表型和它们的44K SNP分型利用Tassel3.0全基因组关联分析。结果显示:位于水稻11条染色体的67个QTL耐冷基因位点,其中56个QTL为新发现的耐冷基因位点。3、在第3染色体上定位了耐冷新位点q CTS3-9,通过比对耐冷候选基因LOCOs03g09140在耐冷和敏感品种的基因组序列,发现存在27 bp分子标记的插入缺失的差异,荧光定量分析日本晴水稻中LOCOs03g09140的表达发现其受到冷胁迫诱导,初步确定LOCOs03g09140是...
【文章来源】：湖南农业大学湖南省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
13份水稻种质资源的地理分布以及6个亚种的群体分布图（引自Zhao等[144]
序413份水稻材料，获得了700K的高密度的基因型数据。.1.2GWAS 群体结构和主成分分析通过检测整个群体的基因等位共享系数能够清晰地追踪各亚群的祖先，分析发体有相当大的数量的混合品种，同时表明世界各地种植的水稻品种的复杂历史。括少数的香型，在相同的状态紧密相关的热带粳稻和温带粳稻之间共享系数是最为 0.80，紧随其后的是籼稻和奥斯，共享系数为 0.64，两个亚种之间的相同状态较少亚种是籼稻和粳稻，两者之间的共享系数为 0.47。事实上，大多数在亚种内的混合强调遗传和文化障碍，影响这两个主要的亚洲水稻品种之间的遗传交流。有文献记载的定向的籼稻-粳稻渐渗是通过人工选择完成的。本研究利用 Structur作图，不同品种是根据基因型的距离来排序的(1 - ibs，表示相同状态)与右边显示树聚类。上面的对角线显示了品种之间的 ibs 共享(数值从 0 到 1)，较低的对角线了基于所有表现型的个体相关系数。在面板底部的彩色条在面板底部的彩色条反例各亚种分配的标记，颜色为暗的表示混合个体。
运用 Tassel 软件对群体进行主成分（Principal-component analysis），每个个体以点图的形式进行展示，是通过对基因组数据进行降维的方法分析群体结构和组成的方法，将待分群的多个个体的基因型数据组成矩阵，通过线性变换从多个变量中提取较少重要变量的方法，分析数据的特征向量一般是数据的前几维数据。本研究中提取贡献率较大的前两维数据绘制散点图 Indica（橘红色的圆点）、AUS（用黄色圆点）、TEJ（用深蓝色点）、TRJ（用浅兰圆点）、AROMATIC（紫色圆点）、ADMIX（用黑色圆点），从散点图上点的集中分布情况，就可对整个群体有更直观的认识。主成分分析结果显示，AROMATIC（紫色圆点）的分布较集中，ADMIX（黑色圆点）的分布相对比较分散，这与不同群体间的遗传多态性是一致的。同时我们还能明确观察到种质资源中的前 4 大主成份 Indica、AUS、TEJ、TRJ 深亚群结构，以及能清楚地追溯到其祖先，TEJ 和 TRJ 分布区域是重叠的，显示了这两个亚群种质基因型上的高度相似性，相似性达到 0.80，其次是 Indica 和 AUS 的相似度达到 0.64，而相似性最小的是籼稻和粳稻两大亚种。四个主要的水稻亚群之间的分布也揭示了遗传结构之间的显著异质性以及基因型受生态环境的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻白叶枯病再流行原因分析与防控对策研究[J]. 沈颖,王华弟,李仲惺,叶建人,赵敏. 中国农学通报. 2016(24)
[2]水稻白叶枯病抗性基因的鉴定、定位、克隆与育种应用[J]. 夏春,陈红旗,朱旭东. 分子植物育种. 2012(06)
[3]关联分析在植物育种中的应用现状[J]. 王彩洁,徐冉,于明飞. 山东农业科学. 2012(06)
[4]我国水稻耐冷性QTL定位研究进展[J]. 李春光,王北兰,宋晓慧,刘永巍,孟巧霞,宋冬明,程芳艳. 黑龙江农业科学. 2012(04)
[5]水稻秧苗期遇低温冷害的病害防治措施[J]. 卢代华. 四川农机. 2011(03)
[6]普通野生稻苗期耐冷性QTL的鉴定与分子定位[J]. 郑加兴,马增凤,宋建东,刘驰,李永桃,黄大辉,韦绍丽,张月雄,密克,黄金艳,陈淼,蒙姣荣,李容柏,陈保善. 中国水稻科学. 2011(01)
[7]水稻抗白叶枯病新基因的初步定位[J]. 苗丽丽,王春连,郑崇珂,车晋英,高英,温义昌,李贵全,赵开军. 中国农业科学. 2010(15)
[8]小粒野生稻抗白叶枯病新基因的鉴定与初步定位[J]. 郭嗣斌,张端品,林兴华. 中国农业科学. 2010(13)
[9]利用染色体片段置换系定位水稻芽期耐冷性QTL[J]. 林静,朱文银,张亚东,朱镇,赵凌,陈涛,赵庆勇,周丽慧,方先文,王艳平,王才林. 中国水稻科学. 2010(03)
[10]水稻白叶枯病的防治方法[J]. 许静,张丽丽,冯元霞. 农村实用科技信息. 2009(07)
博士论文
[1]遗传分析方法的GPU并行计算与优化研究[D]. 张福涛.浙江大学 2014
硕士论文
[1]湖北水稻盛夏低温冷害变化特征及其影响[D]. 杨爱萍.华中农业大学 2009
本文编号：3217379
【文章来源】：湖南农业大学湖南省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
13份水稻种质资源的地理分布以及6个亚种的群体分布图（引自Zhao等[144]
序413份水稻材料，获得了700K的高密度的基因型数据。.1.2GWAS 群体结构和主成分分析通过检测整个群体的基因等位共享系数能够清晰地追踪各亚群的祖先，分析发体有相当大的数量的混合品种，同时表明世界各地种植的水稻品种的复杂历史。括少数的香型，在相同的状态紧密相关的热带粳稻和温带粳稻之间共享系数是最为 0.80，紧随其后的是籼稻和奥斯，共享系数为 0.64，两个亚种之间的相同状态较少亚种是籼稻和粳稻，两者之间的共享系数为 0.47。事实上，大多数在亚种内的混合强调遗传和文化障碍，影响这两个主要的亚洲水稻品种之间的遗传交流。有文献记载的定向的籼稻-粳稻渐渗是通过人工选择完成的。本研究利用 Structur作图，不同品种是根据基因型的距离来排序的(1 - ibs，表示相同状态)与右边显示树聚类。上面的对角线显示了品种之间的 ibs 共享(数值从 0 到 1)，较低的对角线了基于所有表现型的个体相关系数。在面板底部的彩色条在面板底部的彩色条反例各亚种分配的标记，颜色为暗的表示混合个体。
运用 Tassel 软件对群体进行主成分（Principal-component analysis），每个个体以点图的形式进行展示，是通过对基因组数据进行降维的方法分析群体结构和组成的方法，将待分群的多个个体的基因型数据组成矩阵，通过线性变换从多个变量中提取较少重要变量的方法，分析数据的特征向量一般是数据的前几维数据。本研究中提取贡献率较大的前两维数据绘制散点图 Indica（橘红色的圆点）、AUS（用黄色圆点）、TEJ（用深蓝色点）、TRJ（用浅兰圆点）、AROMATIC（紫色圆点）、ADMIX（用黑色圆点），从散点图上点的集中分布情况，就可对整个群体有更直观的认识。主成分分析结果显示，AROMATIC（紫色圆点）的分布较集中，ADMIX（黑色圆点）的分布相对比较分散，这与不同群体间的遗传多态性是一致的。同时我们还能明确观察到种质资源中的前 4 大主成份 Indica、AUS、TEJ、TRJ 深亚群结构，以及能清楚地追溯到其祖先，TEJ 和 TRJ 分布区域是重叠的，显示了这两个亚群种质基因型上的高度相似性，相似性达到 0.80，其次是 Indica 和 AUS 的相似度达到 0.64，而相似性最小的是籼稻和粳稻两大亚种。四个主要的水稻亚群之间的分布也揭示了遗传结构之间的显著异质性以及基因型受生态环境的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻白叶枯病再流行原因分析与防控对策研究[J]. 沈颖,王华弟,李仲惺,叶建人,赵敏. 中国农学通报. 2016(24)
[2]水稻白叶枯病抗性基因的鉴定、定位、克隆与育种应用[J]. 夏春,陈红旗,朱旭东. 分子植物育种. 2012(06)
[3]关联分析在植物育种中的应用现状[J]. 王彩洁,徐冉,于明飞. 山东农业科学. 2012(06)
[4]我国水稻耐冷性QTL定位研究进展[J]. 李春光,王北兰,宋晓慧,刘永巍,孟巧霞,宋冬明,程芳艳. 黑龙江农业科学. 2012(04)
[5]水稻秧苗期遇低温冷害的病害防治措施[J]. 卢代华. 四川农机. 2011(03)
[6]普通野生稻苗期耐冷性QTL的鉴定与分子定位[J]. 郑加兴,马增凤,宋建东,刘驰,李永桃,黄大辉,韦绍丽,张月雄,密克,黄金艳,陈淼,蒙姣荣,李容柏,陈保善. 中国水稻科学. 2011(01)
[7]水稻抗白叶枯病新基因的初步定位[J]. 苗丽丽,王春连,郑崇珂,车晋英,高英,温义昌,李贵全,赵开军. 中国农业科学. 2010(15)
[8]小粒野生稻抗白叶枯病新基因的鉴定与初步定位[J]. 郭嗣斌,张端品,林兴华. 中国农业科学. 2010(13)
[9]利用染色体片段置换系定位水稻芽期耐冷性QTL[J]. 林静,朱文银,张亚东,朱镇,赵凌,陈涛,赵庆勇,周丽慧,方先文,王艳平,王才林. 中国水稻科学. 2010(03)
[10]水稻白叶枯病的防治方法[J]. 许静,张丽丽,冯元霞. 农村实用科技信息. 2009(07)
博士论文
[1]遗传分析方法的GPU并行计算与优化研究[D]. 张福涛.浙江大学 2014
硕士论文
[1]湖北水稻盛夏低温冷害变化特征及其影响[D]. 杨爱萍.华中农业大学 2009
本文编号：3217379
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3217379.html
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