甘蓝型油菜根构型响应低磷胁迫的遗传变异和遗传传递研究

发布时间：2021-10-13 09:41

　　磷是植物生长发育所必需的大量矿质营养元素之一。油菜是重要的油料作物,油菜生长过程中需磷较多,对缺磷敏感。油菜磷高效性状是复杂的数量性状,以侧根长和根干重为主的根系特性对油菜磷的吸收,促进地上部生长起着重要的作用。本课题以实验室收集的405份来自全国各地的油菜自交系和品种构建的自然群体为材料,考察了营养液培养和无磷纸培养条件下低磷和正常磷处理这些品种根构型的差异,鉴定了不同磷水平磷高效相关的遗传变异;解析了磷高效品种宁油7号（NY7）和磷低效品种Tapidor（T）育种过程中根构型等性状调控基因的选择和传递。获得的主要结果如下:1甘蓝型油菜根构型响应低磷胁迫的遗传变异本研究利用甘蓝型油菜60K Infinium SNP芯片对405份甘蓝型油菜进行基因分型分析,最终获得19397个高质量的SNP标记用于群体GWAS分析。利用上述SNP标记对群体结构分析发现,该群体可以分为两个明显的亚群,其中亚群1包含66个品种,亚群2包含339个品种。利用该群体营养液培养低磷和正常磷处理共6个性状,无磷纸培养低磷处理共9个性状进行关联分析共检测到285个显著SNP与油菜根系形态构型性状相关。其中第一次营养... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
1 文献综述
    1.1 土壤中磷的有效性和利用
    1.2 植物中磷的营养功能及其响应低磷胁迫的机制
    1.3 油菜磷高效性状的QTL定位
    1.4 关联分析的基本原理、影响因素及其在植物重要性状遗传分析中的应用
        1.4.1 关联分析的理论基础
        1.4.2 关联分析的影响因素以及统计模型
        1.4.3 植物重要农艺性状关联分析的研究进展
    1.5 IBD、Tajima's D和基因多样性检验
2 研究目的、意义和研究内容
    2.1 研究目的和意义
    2.2 研究内容
3 甘蓝型油菜根构型响应低磷胁迫的遗传变异
    3.1 材料与方法
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 DNA提取和基因型分型
        3.1.3 甘蓝型油菜SNP标记质量控制及物理位置电子比对
        3.1.4 不同磷水平油菜根构型的筛选鉴定
        3.1.5 群体基因型评估
        3.1.6 关联分析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 油菜关联分析群体根构型及其变异
        3.2.2 甘蓝型关联分析群体群体结构、亲缘关系和多样性分析
        3.2.3 甘蓝型油菜不同磷水平苗期根系形态构型全基因组关联分析
        3.2.4 甘蓝型油菜不同磷水平苗期根构型显著关联SNP与根构型QTL共定位
        3.2.5 候选基因的表达
    3.3 讨论
        3.3.1 甘蓝型油菜全基因组关联分析假阳性控制
        3.3.2 甘蓝型油菜连锁不平衡
        3.3.3 油菜响应低磷胁迫的根构型候选基因的确定
        3.3.4 甘蓝型油菜关联分析群体BnA3Hap单倍型及其地理分布
4 油菜磷高效和低效品种育种过程中重要农艺性状遗传位点的选择和传递
    4.1 材料与方法
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 DNA提取和基因型分型
        4.1.3 SNP质控以及物理位置电子比对
        4.1.4 Tapidor和宁油7号号系谱IBD分析
        4.1.5 Tapidor和宁油7号系谱Tajima‘s D和遗传多样性检验
        4.1.6 育种过程中的基因群
    4.2 结果与分析
        4.2.1 Tapidor和宁油7号系谱中SNP标记在参考基因组上的分布
        4.2.2 Tapidor和宁油7号系谱的IBD传递差异
        4.2.3 Tapidor和宁油7号系谱在基因水平上育种选择的差异
        4.2.4 Tapidor和宁油7号系谱品种育种过程中有利基因群的传递
    4.3 讨论
        4.3.1 油菜磷高效和低效品种育种过程中根构型等性状的选择和传递
        4.3.2 油菜磷高效和低效品种育种过程中根构型等性状调控的QTL及其候选基因的选择和传递
5 结论
    5.1 低磷和正常磷甘蓝型油菜全基因组根构型变异位点
    5.2 油菜磷高效和低效品种育种过程中根构型等性状调控基因的选择和传递
6 研究中的创新点和不足
    6.1 本研究的创新点
    6.2 本研究的不足之处
7. 展望
参考文献
附录I. DNA提取及检测
附录II. 油菜 60K芯片杂交
附录III. 关联分析群体无磷纸和营养液培养低磷和正常磷根构型性状显著关联SNP标记及其解释表型变异
附录IV. 甘蓝型油菜磷高效品种宁油7号和磷低效品种Tapidor系谱19条染色体的SNP block图以及IBD分布
附录V. 甘蓝型油菜磷高效品种宁油7号和磷低效品种Tapidor系谱19条染色体的Tajima' s D检验及候选基因
附录VI. 甘蓝型油菜磷高效品种宁油7号和磷低效品种Tapidor系谱19条染色体的基因多样性检验及候选基因
附录VII. 作者简介、发表论文和奖励
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]磷高效型野生大麦根系形态和根系分泌物对低水平植酸态有机磷的响应特征[J]. 刘涛,蔡秋燕,张锡洲,李廷轩,余海英,郭静怡,陈光登.  植物营养与肥料学报. 2016(06)
[2]磷肥用量对番茄产量、磷素利用及土壤有效磷的影响[J]. 何金明,高峻岭,宋克光,唐继伟,李祥云.  中国农学通报. 2016(31)
[3]植物种子植酸研究进展[J]. 张倩雯,丁广大,王效华,Liu Lei,King John Graham,徐芳森,石磊.  植物科学学报. 2016(05)
[4]烟草microRNA827及其靶基因的鉴定与分析[J]. 顾冕,孟大千,徐国华.  南京农业大学学报. 2016(06)
[5]低磷胁迫下不同磷效率基因型棉花的根系形态特征[J]. 罗佳,候银莹,程军回,王宁宁,陈波浪.  中国农业科学. 2016(12)
[6]土壤微生物在植物获得养分中的作用[J]. 沈仁芳,赵学强.  生态学报. 2015(20)
[7]果树根系分布研究进展[J]. 杨凯,郝锋珍,续海红,郭向红,张鹏飞.  中国农学通报. 2015(22)
[8]SNP芯片在油菜分子育种的应用[J]. 华玮,王汉中.  中国农业科技导报. 2011(05)
[9]烟草磷效率的基因型差异及其与根系形态构型的关系[J]. 高家合,邓碧儿,曾秀成,廖红,严小龙,王秀荣.  西北植物学报. 2010(08)
[10]不同氮、磷水平对“双高”油菜品种宁油7号和“双低”油菜品种Tapidor生长和品质的影响[J]. 石桃雄,王少思,石磊,孟金陵,徐芳森.  植物营养与肥料学报. 2010(04)

博士论文
[1]水稻PHR1家族基因对磷信号和磷平衡综合调控的研究[D]. 郭美娜.浙江大学 2015
[2]甘蓝型油菜遗传结构分析和选择驯化研究[D]. 魏大勇.西南大学 2015
[3]中国糯玉米起源与育种选择分子机制[D]. 鲍坚东.浙江大学 2011

硕士论文
[1]有机肥配施磷肥对土壤磷素形态转化及水稻吸收利用的影响[D]. 齐玲玉.浙江大学 2015
[2]甘蓝型油菜MAGIC群体的遗传结构分析及应用[D]. 罗开.华中农业大学 2015
[3]几种磷效率棉花根系形态及生理特征的差异性比较[D]. 王靓.新疆农业大学 2015
[4]改变磷转运蛋白基因OsPT8的表达对水稻种子植酸和中微量元素含量的影响[D]. 范红梅.南京农业大学 2014
[5]基于黎曼流形上的优化方法求解稀疏PCA[D]. 宋如意.复旦大学 2012
[6]土壤中解磷微生物的筛选及诱变育种[D]. 郭佩莉.山西大学 2009



本文编号：3434414