小麦抗穗发芽基因TaMFT-3A新功能标记开发和TaPTF1表达特性及分布规律分析

发布时间：2021-10-13 20:55

　　收获前穗发芽（Pre-harvest sprouting,PHS）是世界范围内小麦生产上面临的主要问题之一,严重影响小麦产量及品质。穗发芽是由多基因控制的数量性状,同时受环境条件的影响。前人已鉴定的穗发芽抗性相关的基因数目有限,在不同材料中,这些基因等位变异与穗发芽表型的关系尚不清晰。因此,克隆和挖掘更多穗发芽抗性调控基因及其优异等位类型,开发功能标记,聚合不同抗穗发芽优异等位基因将有助于培育穗发芽抗性持续性强的小麦品种。TaMFT是FT（flowering time）家族成员,前人研究表明TaMFT抑制小麦籽粒萌发,是位于3AS上一个控制种子休眠的主效QTL区域的候选基因。本研究在穗发芽抗性极端材料中检测TaMFT-3A的等位变异,开发功能标记,并在275份中国微核心种质和262份小麦育种材料中分析其对穗发芽抗性的效应,同时结合TaMFT-3A已知等位变异类型（SNP-222,SNP646,SNP666）分析聚合多个优异等位类型对穗发芽抗性的效应。PTF1是一个具有bHLH结构域的转录因子,在玉米中被报道与种子发芽相关,但在小麦中TaPTF1与种子休眠的关系及其调控机制尚不清晰。本研... 

【文章来源】：安徽农业大学安徽省

【文章页数】：100 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
英文缩略表
第一章 文献综述
    1.1 小麦穗发芽危害
    1.2 小麦穗发芽影响因素
        1.2.1 小麦穗发芽与种子休眠性关系
        1.2.2 小麦穗发芽与多酚氧化酶活性关系
        1.2.3 小麦穗发芽与α-淀粉酶活性关系
        1.2.4 小麦穗发芽与粒色关系
        1.2.5 小麦穗发芽与穗部及籽粒性状关系
        1.2.6 小麦穗发芽与光照关系
        1.2.7 小麦穗发芽与温度关系
        1.2.8 小麦穗发芽与水分关系
    1.3 小麦穗发芽的遗传机制
        1.3.1 小麦穗发芽抗性相关QTL研究进展
        1.3.2 小麦穗发芽相关基因TaVP1研究进展
        1.3.3 小麦穗发芽相关基因TaMFT研究进展
        1.3.4 小麦穗发芽相关基因TaPTF1研究进展
        1.3.5 小麦穗发芽相关基因TaSdr研究进展
        1.3.6 小麦穗发芽相关基因TaDFR研究进展
        1.3.7 小麦穗发芽相关基因Tamyb10研究进展
        1.3.8 小麦穗发芽相关基因TaGA20ox和TaGA3ox研究进展
    1.4 小麦穗发芽与种子内源激素关系
    1.5 小麦穗发芽抗性鉴定方法
        1.5.1 种子萌芽指数（GI）测定
        1.5.2 田间整穗发芽率（FS）测定
    1.6 本研究的目的和意义
    1.7 试验技术路线
第二章 TaMFT-3A已知功能标记效应评价和新功能标记开发与验证
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 穗发芽抗性测定方法
        2.2.2 DNA提取
        2.2.3 引物设计与CAPS标记检测
        2.2.4 PCR产物回收、连接、转化与测序
        2.2.5 KASP标记的检测
        2.2.6 统计分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 已知TaMFT-3A功能标记对穗发芽抗性的效应
        2.3.2 TaMFT-3A启动子区域的新功能标记的开发
        2.3.3 TaMFT-3A启动子区域的新功能标记在自然群体中的验证
        2.3.4 新功能标记TaMFT-A2在安农0711/河农825群体中的验证
        2.3.5 TaMFT-3A三处等位变异对穗发芽抗性效应的联合分析
    2.4 讨论
        2.4.1 小麦3AS染色体上的穗发芽抗性位点及候选基因的验证
        2.4.2 TaMFT-3A等位变异检测及其效应评价
        2.4.3 TaMFT-3A启动子区域等位变异(-194bp)的鉴定及功能标记的开发
        2.4.4 TaMFT-3A各位点聚合效应
第三章 TaPTF1与穗发芽相关性及表达特性和分布规律分析
    3.1 试验材料
    3.2 试验方法
        3.2.1 穗发芽抗性测定方法
        3.2.2 DNA提取、PCR扩增及产物检测
        3.2.3 TaPTF1的表达及植物激素测定的样品处理
        3.2.4 TaPTF1的表达分析
        3.2.5 脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)的提取与纯化
        3.2.6 统计分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 TaPTF1与穗发芽抗性的效应评价
        3.3.2 TaPTF1-B1等位变异的地理分布
        3.3.3 中国小麦中TaPTF1-B1等位变异在小麦育种中的选择
        3.3.4 TaPTF1-B的表达特性分析
    3.4 讨论
        3.4.1 小麦7B染色体上的抗穗发芽候选基因的验证
        3.4.2 TaPTF1参与调控小麦穗发芽抗性的分子机制
        3.4.3 TaPTF1-B1的等位频率分布及在育种中的应用
第四章 结论
参考文献
附录
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦抗穗发芽研究进展[J]. 刘莉,王海庆,陈志国.  作物杂志. 2013(04)
[2]PEBP家族基因在植物发育调控中的作用[J]. 孙洪波,贾贞,韩天富.  植物生理学通讯. 2009(08)
[3]青稞穗发芽抗性测定方法的评价[J]. 赵桃,刘英华,邓光兵,杨宏,潘志芬,龙海,余懋群.  应用与环境生物学报. 2009(03)
[4]SSR标记与花生抗黄曲霉性状的关联分析[J]. 洪彦彬,李少雄,刘海燕,周桂元,陈小平,温世杰,梁炫强.  分子植物育种. 2009(02)
[5]小麦穗发芽抗性分子标记的有效性检测与验证[J]. 张海萍,冯继明,殷波,常成,司红起,马传喜.  分子植物育种. 2009(01)
[6]小麦品质性状的基因型和环境及其互作效应分析[J]. 乔玉强,马传喜,黄正来,司红起,蔡华,夏云祥.  核农学报. 2008(05)
[7]玉米ZmPTF1基因克隆和过表达分析[J]. 李朝霞,高强,刘雅正,何春梅,张举仁.  湖南农业大学学报(自然科学版). 2007(S1)
[8]The role of water channel proteins and nitric oxide signaling in rice seed germination[J]. Sang-Soo Kwak.  Cell Research. 2007(07)
[9]小麦幼叶DNA微量快速提取方法的改进[J]. 董建力,王敬东,惠红霞,张增艳.  麦类作物学报. 2007(03)
[10]SSR标记与欧洲黑杨材性性状的关联分析[J]. 黄秦军,丁明明,张香华,苏晓华.  林业科学. 2007(02)

博士论文
[1]普通小麦千粒重相关基因TaPTF1和Tabas1的克隆与表达分析[D]. 朱晓峰.安徽农业大学 2016

硕士论文
[1]耐低磷转录因子GmPTF1表达载体构建及转化大豆研究[D]. 郑醒.河北农业大学 2012
[2]转录因子ZmPTF1调控基因的鉴定及表达分析[D]. 张莹.山东大学 2012
[3]玉米转录因子ZmPTF1基因的克隆及穗发芽相关基因特异性表达分析[D]. 高剑瑞.四川农业大学 2012



本文编号：3435390