玉米节根数的驯化遗传结构解析及茎秆强度基因Stiff1的克隆
发布时间：2021-08-31 10:09
大约在10,000年以前,玉米（Zea mays L.）由大刍草（Zea mays.parviglumis）驯化而来。作为典型的高产C4作物,玉米具有很大的增产潜力。随着玉米的不断驯化和改良,玉米的产量得到了大幅度的提升,为人类提供了 30%以上的食物热量,已经成为全球种植面积最大的粮食作物,在全球的粮食安全中发挥着非常重要的作用。玉米的根系是植株吸收水分和养分的主要器官,根系发育的好坏直接决定了植株地上部分的产量。同时茎秆强度是实现玉米高产的一个关键瓶颈因素,也是密植型农业模式中一个重要的改良性状,硬秆玉米不仅可以提高机械收割的便利性,而且能够克服软秆玉米存在的很多隐患,如由病原菌引起的茎腐病和密植条件下导致的干旱、高温等逆境,维持并提高玉米的产量。近年来,玉米地上部分许多性状的驯化遗传机制已被逐渐解析,然而玉米根系的驯化遗传机制却一直未被解读。同时由于玉米茎秆强度性状复杂,人类对其分子遗传机制也知之甚少。本文对玉米节根数相关性状的驯化机制及一个玉米茎秆强度主效数量性状位点（quantitative trait locus,QTL）进行了深入的解析。其研究结果归纳如下:1.利用野生亲...
【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】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２农业的起源地——肥沃月湾??２作物的驯化性状和多样化特征??
章玉米节根数的驯化遗传结构解析??第二章玉米节根数的驯化遗传结构解析??根系在植物的生长发育中发挥着非常重要的作用，是植物吸收养分和水分的主要器官。根系??结构（ｒｏｏｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＲＳＡ）是指根系在土壤中的空间构型，常被用来描述根系的形状??和结构［１２］。土壤中的养分和水分资源是有限的，分布也是不均一的，合理的根系构型可以提高植??物对养分和水分的利用效率，提高植物的生产力［１２３】。随着作物的驯化和改良，根系结构也随之??发生了很大的空间分布变化，图２．１展示了大麦在驯化和育种过程中的种子根的变化趋势，野生??大麦具有少量的种子根，且具有很强的向地性（ａ），但是现代种则包含有多条种子根，且具有更??大的根角度，使根系可以接触更大范围的土壤，有利于提高养分和水分的吸收效率以及植株的固??着作用（ｂ），而地方种则处于两者中间（ｃ）?［Ｕ３］。在驯化的过程中，大多数作物的根型如何变化??图２．１大麦在驯化和育种过程中种子根的变化趋势??注：（ａ），野生大麦具有少量？的种ｆ根，且具有很强的向地性：（ｂ），现代栽培种包含有多条种ｆ根，且具有更大的根角度：??Ｕ），地方种具有相对中等的种ｆ－根数和根角度??虽然作物根型的遗传机制相对于地上性状研究进展比较缓慢，但近年来在模式作物水稻上有??所突破。在水稻中，Ｗｉｓｓｕｗａ小组最初利用传统的ＱＴＬ定位和代换作图法，在第１２号染色体的??长臂上定位到了一个控制水稻磷胁迫响应的主效ＱＴＬ，?加ｔｅ／?（／＾／）?［１２４］，转录??表达谱分析表明，该位点可以增加根系生物量，促进根毛的生长及伸长，进而提高水稻在土壤中??的磷素吸收进一步的序列分析表明，和磷
中国农业大学博士学位论文?第二章玉米节根数的驯化遗传结构解析??用以根系的动态调查。??关联群体在２０１５年夏季中国农业大学北京上庄试验站种植，含有６６３个自交系，每个自交??系种植一行，每行种植１２株，株距２５?ｃｍ，行距５０?ｃｍ。??２．２田间表型调查??１）根系表型的调查??先将每一株玉米编号，用镰刀将玉米的地上茎割掉，留５０?ｃｍ左右的茬（以不割掉玉米气生??根为准）；然后用铁锹在玉米根系周围垂直向下打出土方，将根系挖出土层，挖的过程中要保证??足够的深度，不能从中间斩断主茎，还要保证不影响周围根系的完整性；轻轻磕掉粘在根系上面??的土壤，使用壁纸刀从上往下边割边数逐层将玉米的节根计数（如图２．４）。??＾?＊??袋，“、．：屬‘＞??图２．４节根数性状调查??我们将地上节根和地下节根的分界定义为“０”层（如图２．５），在实际操作中，通常将从上??往下开始数，节间极度缩短的那一层定义为“０”层，向下逐渐为“－１层”、“－２层”、“－３层”等，??向上为“１层”、“２层”、“３层”等，向上一直数到生长气生根的最后一层，向下一直数到主胚根??（不包含）。根据计数，我们可以得到以下９个性状（如表２．１）：??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米抗倒性与茎秆穿刺力和拉力关系的初步研究[J]. 丰光,刘志芳,吴宇锦,李妍妍,景希强,黄长玲. 玉米科学. 2010(06)
本文编号：3374714
【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】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２农业的起源地——肥沃月湾??２作物的驯化性状和多样化特征??
章玉米节根数的驯化遗传结构解析??第二章玉米节根数的驯化遗传结构解析??根系在植物的生长发育中发挥着非常重要的作用，是植物吸收养分和水分的主要器官。根系??结构（ｒｏｏｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＲＳＡ）是指根系在土壤中的空间构型，常被用来描述根系的形状??和结构［１２］。土壤中的养分和水分资源是有限的，分布也是不均一的，合理的根系构型可以提高植??物对养分和水分的利用效率，提高植物的生产力［１２３】。随着作物的驯化和改良，根系结构也随之??发生了很大的空间分布变化，图２．１展示了大麦在驯化和育种过程中的种子根的变化趋势，野生??大麦具有少量的种子根，且具有很强的向地性（ａ），但是现代种则包含有多条种子根，且具有更??大的根角度，使根系可以接触更大范围的土壤，有利于提高养分和水分的吸收效率以及植株的固??着作用（ｂ），而地方种则处于两者中间（ｃ）?［Ｕ３］。在驯化的过程中，大多数作物的根型如何变化??图２．１大麦在驯化和育种过程中种子根的变化趋势??注：（ａ），野生大麦具有少量？的种ｆ根，且具有很强的向地性：（ｂ），现代栽培种包含有多条种ｆ根，且具有更大的根角度：??Ｕ），地方种具有相对中等的种ｆ－根数和根角度??虽然作物根型的遗传机制相对于地上性状研究进展比较缓慢，但近年来在模式作物水稻上有??所突破。在水稻中，Ｗｉｓｓｕｗａ小组最初利用传统的ＱＴＬ定位和代换作图法，在第１２号染色体的??长臂上定位到了一个控制水稻磷胁迫响应的主效ＱＴＬ，?加ｔｅ／?（／＾／）?［１２４］，转录??表达谱分析表明，该位点可以增加根系生物量，促进根毛的生长及伸长，进而提高水稻在土壤中??的磷素吸收进一步的序列分析表明，和磷
中国农业大学博士学位论文?第二章玉米节根数的驯化遗传结构解析??用以根系的动态调查。??关联群体在２０１５年夏季中国农业大学北京上庄试验站种植，含有６６３个自交系，每个自交??系种植一行，每行种植１２株，株距２５?ｃｍ，行距５０?ｃｍ。??２．２田间表型调查??１）根系表型的调查??先将每一株玉米编号，用镰刀将玉米的地上茎割掉，留５０?ｃｍ左右的茬（以不割掉玉米气生??根为准）；然后用铁锹在玉米根系周围垂直向下打出土方，将根系挖出土层，挖的过程中要保证??足够的深度，不能从中间斩断主茎，还要保证不影响周围根系的完整性；轻轻磕掉粘在根系上面??的土壤，使用壁纸刀从上往下边割边数逐层将玉米的节根计数（如图２．４）。??＾?＊??袋，“、．：屬‘＞??图２．４节根数性状调查??我们将地上节根和地下节根的分界定义为“０”层（如图２．５），在实际操作中，通常将从上??往下开始数，节间极度缩短的那一层定义为“０”层，向下逐渐为“－１层”、“－２层”、“－３层”等，??向上为“１层”、“２层”、“３层”等，向上一直数到生长气生根的最后一层，向下一直数到主胚根??（不包含）。根据计数，我们可以得到以下９个性状（如表２．１）：??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米抗倒性与茎秆穿刺力和拉力关系的初步研究[J]. 丰光,刘志芳,吴宇锦,李妍妍,景希强,黄长玲. 玉米科学. 2010(06)
本文编号：3374714
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