水稻株型与产量控制基因PAY1的克隆与功能分析
发布时间：2020-12-20 00:12
株型通常被定义为植物地上部分的三维立体结构,其主要构成因素有株高、分枝（分蘖）模式、叶形和穗型等。株型是诸多农艺性状的综合体,它直接影响和决定作物的产量。在作物的进化和改良史中,合理的株型一直是高产育种的主要选择方向。了解株型的遗传机制将有助于培育出高产优质的作物新品种。本研究对野生稻渗入系YIL55进行EMS诱变构建突变体库,从中选取一个株型变直立紧凑的突变体PAYl作为研究材料。YIL55表现为株高较矮、分蘖较多、分蘖角度大、穗粒数少及产量低。同YIL55相比,PAY1突变体表现为株高增加、分蘖减少、分蘖角度变小、茎杆变粗、穗子增大、穗粒数及产量增加等。本研究利用图位克隆方法,分离了PAY1基因,并对其分子功能进行解析。遗传分析结果显示,突变体表型性状的改变是受一对显性基因控制。利用PAY1突变体与日本晴杂交的F2群体,将PAY1定位在第8染色体长臂端一个约51 kb的区间内。序列分析结果表明,定位区间的LOCOs08g31470基因编码区第四个外显子、第1244碱基处,有一个由G到A的突变,导致PAY1突变体所编码的蛋白质中一个氨基酸残基由谷氨酰胺转变为精氨...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图３－１特青与渗入系ＹＩＬ５５形态比较??ａ；成熟期巧株形态比较：ｂ；主茎穗比较
与Ｙ１Ｌ５５纸交Ｆ，植株的表網更接近了？突变体；在所调巧的表现性状中．比如株高、分藥数、主??茎粗、平均穗粒数巧，Ｆｉ植株的统计数据均比较接近于突变体，这表明突变表巧受显性基??因控制（图３－３）。对Ｆ；代分离辟体进巧表型调巧井统计分析，发现在４００个Ｆ２个体中，有％株??与野生型ＹＩＬ５５表型一致，其余３０４株表巧则更接近与突变体。经过Ｉ；方检验，符合３：１的分离??（义２?＝?０．０１５；户＝化７２６），这表明突变体植株表刺的改变是受单个显性基肉控制的，将该基巧命名??％ＰＬＡＮＴＡＲＣＨｒＴＥＣＴＵＲ￡ＡＮＤ、７ＥＬＤｌ’?艮口尸。??＾?１２０．?ｄ?％?ｆ＾３０〇ｉ??？Ｗｌ?ｔ：；?ｕ?觀??Ｍｉ?ｔ?ｉｌｌ?ｌｌｉｌｌ??０?ｙ琴琴準?２?０?ｆ學單？－?－５?００?ｔ—－ＩＰ．寧?ｏ?０?ｆ華華華??女、、於?°片４、、扣、??图３－３?与片Ｈ７突变体杂交Ｆｉ植株表型鉴定??ａ；成熟朋惦株形态比较；ｂ：主茎穗比较；Ｃ：株村比较；??ｄ：分辕数比份ｅ：主茎粗比较：ｆ：?ｆ？均穗粒数比较。??Ｆｉｇ．３－３?Ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃ?ｃｈａｒａｃ化ｒｉ之ａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｆｉ?ｐｌａｎｔｓ?ｄｅｒｉｖｅｄ?ｆｒｏｍ?化６?ｃｒｏ巧?ｏｆ?ＹＩＬ５５、ｖｉ化?／Ｍ）７?ｍｕｔａｎｔ．?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｇｒｏｓｓ??ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ?（ａ）
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【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻株型相关基因的定位与克隆研究进展[J]. 林泽川,曹立勇. 中国稻米. 2014(01)
[2]Characterization and Fine Mapping of a Novel Rice Narrow Leaf Mutant nal9[J]. Wei Li,Chao Wu,Guocheng Hu,Li Xing,Wenjing Qian,Huamin Si,Zongxiu Sun,Xingchun Wang,Yaping Fu,Wenzhen Liu. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(11)
[3]GS6, A Member of the GRAS Gene Family,Negatively Regulates Grain Size in Rice[J]. Lianjun Sun,Xiaojiao Li,Yongcai Fu,Zuofeng Zhu,Lubin Tan,Fengxia Liu,Xianyou Sun,Xuewen Sun,Chuanqing Sun. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(10)
[4]LHD1,an Allele of DTH8/Ghd8,Controls Late Heading Date in Common Wild Rice (Oryza rufipogon)[J]. Xiaodong Dai,Younian Ding,Lubin Tan,Yongcai Fu,Fengxia Liu,Zuofeng Zhu,Xianyou Sun,Xuewen Sun,Ping Gu,Hongwei Cai and Chuanqing Sun State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry,National Evaluation Centre for Agricultural Wild Plants (Rice),Laboratory of Crop Heterosis and Utilization of the Ministry of Education,Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement,Department of Plant Genetics and Breeding,China Agricultural University,Beijing 100193,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2012(10)
[5]辽宁水稻穗型分类及其与产量和品质的关系[J]. 徐正进,陈温福,韩勇,邵国军,张文忠,马殿荣. 作物学报. 2007(09)
[6]LAZY1 controls rice shoot gravitropism through regulating polar auxin transport[J]. Peijin Li1;Yonghong Wang1;Qian Qian2;Zhiming Fu1;Mei Wang1;Dali Zeng1,2;Baohua Li1;Xiujie Wang1;Jiayang Li11 State Key Laboratory of Plant Genomics and National Center for Plant Gene Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China2 State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310006, China. Cell Research. 2007(05)
[7]水稻剑叶部分形态生理特性QTL分析以及它们与产量、产量性状的关系(英文)[J]. 岳兵,薛为亚,罗利军,邢永忠. 遗传学报. 2006(09)
[8]Design principles and parameters of rice ideal panicle type[J]. XU Zhengjin, CHEN Wenfu, ZHANG Longbu & YANG Shouren Rice Institute of Shenyang Agricultural University, Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology, Genetics and Breeding, Ministry of Agricul-ture, Key Laboratory of Northern Japonica Rice Breeding of Liaoning, Shenyang 110161. Chinese Science Bulletin. 2005(19)
[9]辽宁水稻穗型指数品种间差异及其与产量和品质的关系[J]. 徐正进,陈温福,张树林,张文忠,马殿荣,刘丽霞,周淑清. 中国农业科学. 2005(09)
[10]稻谷粒形与稻米主要品质性状的关系[J]. 徐正进,陈温福,马殿荣,吕英娜,周淑清,刘丽霞. 作物学报. 2004(09)
本文编号：2926827
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图３－１特青与渗入系ＹＩＬ５５形态比较??ａ；成熟期巧株形态比较：ｂ；主茎穗比较
与Ｙ１Ｌ５５纸交Ｆ，植株的表網更接近了？突变体；在所调巧的表现性状中．比如株高、分藥数、主??茎粗、平均穗粒数巧，Ｆｉ植株的统计数据均比较接近于突变体，这表明突变表巧受显性基??因控制（图３－３）。对Ｆ；代分离辟体进巧表型调巧井统计分析，发现在４００个Ｆ２个体中，有％株??与野生型ＹＩＬ５５表型一致，其余３０４株表巧则更接近与突变体。经过Ｉ；方检验，符合３：１的分离??（义２?＝?０．０１５；户＝化７２６），这表明突变体植株表刺的改变是受单个显性基肉控制的，将该基巧命名??％ＰＬＡＮＴＡＲＣＨｒＴＥＣＴＵＲ￡ＡＮＤ、７ＥＬＤｌ’?艮口尸。??＾?１２０．?ｄ?％?ｆ＾３０〇ｉ??？Ｗｌ?ｔ：；?ｕ?觀??Ｍｉ?ｔ?ｉｌｌ?ｌｌｉｌｌ??０?ｙ琴琴準?２?０?ｆ學單？－?－５?００?ｔ—－ＩＰ．寧?ｏ?０?ｆ華華華??女、、於?°片４、、扣、??图３－３?与片Ｈ７突变体杂交Ｆｉ植株表型鉴定??ａ；成熟朋惦株形态比较；ｂ：主茎穗比较；Ｃ：株村比较；??ｄ：分辕数比份ｅ：主茎粗比较：ｆ：?ｆ？均穗粒数比较。??Ｆｉｇ．３－３?Ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃ?ｃｈａｒａｃ化ｒｉ之ａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｆｉ?ｐｌａｎｔｓ?ｄｅｒｉｖｅｄ?ｆｒｏｍ?化６?ｃｒｏ巧?ｏｆ?ＹＩＬ５５、ｖｉ化?／Ｍ）７?ｍｕｔａｎｔ．?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｇｒｏｓｓ??ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ?（ａ）
与Ｙ１Ｌ５５纸交Ｆ，植株的表網更接近了？突变体；在所调巧的表现性状中．比如株高、分藥数、主??茎粗、平均穗粒数巧，Ｆｉ植株的统计数据均比较接近于突变体，这表明突变表巧受显性基??因控制（图３－３）。对Ｆ；代分离辟体进巧表型调巧井统计分析，发现在４００个Ｆ２个体中，有％株??与野生型ＹＩＬ５５表型一致，其余３０４株表巧则更接近与突变体。经过Ｉ；方检验，符合３：１的分离??（义２?＝?０．０１５；户＝化７２６），这表明突变体植株表刺的改变是受单个显性基肉控制的，将该基巧命名??％ＰＬＡＮＴＡＲＣＨｒＴＥＣＴＵＲ￡ＡＮＤ、７ＥＬＤｌ’?艮口尸。??＾?１２０．?ｄ?％?ｆ＾３０〇ｉ??？Ｗｌ?ｔ：；?ｕ?觀??Ｍｉ?ｔ?ｉｌｌ?ｌｌｉｌｌ??０?ｙ琴琴準?２?０?ｆ學單？－?－５?００?ｔ—－ＩＰ．寧?ｏ?０?ｆ華華華??女、、於?°片４、、扣、??图３－３?与片Ｈ７突变体杂交Ｆｉ植株表型鉴定??ａ；成熟朋惦株形态比较；ｂ：主茎穗比较；Ｃ：株村比较；??ｄ：分辕数比份ｅ：主茎粗比较：ｆ：?ｆ？均穗粒数比较。??Ｆｉｇ．３－３?Ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃ?ｃｈａｒａｃ化ｒｉ之ａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｆｉ?ｐｌａｎｔｓ?ｄｅｒｉｖｅｄ?ｆｒｏｍ?化６?ｃｒｏ巧?ｏｆ?ＹＩＬ５５、ｖｉ化?／Ｍ）７?ｍｕｔａｎｔ．?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｇｒｏｓｓ??ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ?（ａ）
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻株型相关基因的定位与克隆研究进展[J]. 林泽川,曹立勇. 中国稻米. 2014(01)
[2]Characterization and Fine Mapping of a Novel Rice Narrow Leaf Mutant nal9[J]. Wei Li,Chao Wu,Guocheng Hu,Li Xing,Wenjing Qian,Huamin Si,Zongxiu Sun,Xingchun Wang,Yaping Fu,Wenzhen Liu. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(11)
[3]GS6, A Member of the GRAS Gene Family,Negatively Regulates Grain Size in Rice[J]. Lianjun Sun,Xiaojiao Li,Yongcai Fu,Zuofeng Zhu,Lubin Tan,Fengxia Liu,Xianyou Sun,Xuewen Sun,Chuanqing Sun. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(10)
[4]LHD1,an Allele of DTH8/Ghd8,Controls Late Heading Date in Common Wild Rice (Oryza rufipogon)[J]. Xiaodong Dai,Younian Ding,Lubin Tan,Yongcai Fu,Fengxia Liu,Zuofeng Zhu,Xianyou Sun,Xuewen Sun,Ping Gu,Hongwei Cai and Chuanqing Sun State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry,National Evaluation Centre for Agricultural Wild Plants (Rice),Laboratory of Crop Heterosis and Utilization of the Ministry of Education,Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement,Department of Plant Genetics and Breeding,China Agricultural University,Beijing 100193,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2012(10)
[5]辽宁水稻穗型分类及其与产量和品质的关系[J]. 徐正进,陈温福,韩勇,邵国军,张文忠,马殿荣. 作物学报. 2007(09)
[6]LAZY1 controls rice shoot gravitropism through regulating polar auxin transport[J]. Peijin Li1;Yonghong Wang1;Qian Qian2;Zhiming Fu1;Mei Wang1;Dali Zeng1,2;Baohua Li1;Xiujie Wang1;Jiayang Li11 State Key Laboratory of Plant Genomics and National Center for Plant Gene Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China2 State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310006, China. Cell Research. 2007(05)
[7]水稻剑叶部分形态生理特性QTL分析以及它们与产量、产量性状的关系(英文)[J]. 岳兵,薛为亚,罗利军,邢永忠. 遗传学报. 2006(09)
[8]Design principles and parameters of rice ideal panicle type[J]. XU Zhengjin, CHEN Wenfu, ZHANG Longbu & YANG Shouren Rice Institute of Shenyang Agricultural University, Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology, Genetics and Breeding, Ministry of Agricul-ture, Key Laboratory of Northern Japonica Rice Breeding of Liaoning, Shenyang 110161. Chinese Science Bulletin. 2005(19)
[9]辽宁水稻穗型指数品种间差异及其与产量和品质的关系[J]. 徐正进,陈温福,张树林,张文忠,马殿荣,刘丽霞,周淑清. 中国农业科学. 2005(09)
[10]稻谷粒形与稻米主要品质性状的关系[J]. 徐正进,陈温福,马殿荣,吕英娜,周淑清,刘丽霞. 作物学报. 2004(09)
本文编号：2926827
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