水稻抽穗期基因组合对产量相关性状的影响及其优化调控
发布时间：2021-10-08 08:43
水稻（Oryza.Sativa）驯化历史悠久,是世界主要的粮食作物,为人类提供日常能量所需。在中国,水稻种植面积广泛且纬度跨度大（53°N至35°S）。水稻是短日照作物,有很强的地区适应性,环境和气候条件是影响水稻产量的主要因素。抽穗期是水稻重要的农艺性状,由品种遗传特性决定,是水稻生长发育过程中由营养生长过渡到生殖生长的关键时期,对环境变化（温度、光照）的响应十分敏感。抽穗期过短会因基本营养缺乏导致植株矮小影响最终产量;抽穗期过长会因气温降低影响籽粒成熟,最终减产甚至绝收。因此探究水稻最佳抽穗期基因组合对提高水稻地区适应性尤为重要。本研究主要从以下五个方面展开研究:1.利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在同一遗传背景进行抽穗期主效基因敲除,并调查野生型和突变体的抽穗期和产量构成因素。该阶段初步分析了抽穗期对产量相关性状的影响及与产量间的关系。研究表明,与野生型相比早期抽穗突变体基本营养生长期相近,光敏感期（PSP）较短;而晚抽穗突变体基本营养生长期较长。在产量相关性状方面,抽穗早于野生型的突变体的株高、生物量普遍下降,产量随之下调;尤其是感光基因突变体（se13、phyb、ghd...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
长、短日照条件下水稻抽穗期OsGI-Hd1-Hd3a通路Fig1-1.TheOsGI-Hd1-Hd3aregulatepathwayofriceheadingdateinshortdayandlongday.
第一章文献综述12片中检测到，并在合适的季节由日长（光周期）引发的，与圆锥花序的发育同步。这种信号传递机制需要系统整合环境输入的通信信号并连接植物的远端组织（SAM）。Hd3a和RFT1在叶片诱导表达就是由生物钟设定的昼夜节律和光周期信息整合的结果，环境信号最终集中在Ehd1基因的转录激活上。在SD条件下，Ehd1、Hd3a和RFT1在叶片中的转录是相互关联的，表现出一种瞬时诱导的特征，这种诱导传递到SAM中并且只持续到开花所需的时间为止。图1-2长、短日照条件下水稻抽穗期Ehd1基因通路Fig1-2.TheEhd1regulatepathwayofriceheadingdateinshortdayandlongday.在LD条件下Ehd1受多基因调控（图1-2），DateToHeading8（DTH8）在LD条件下抑制Ehd1表达。Grainnumber,plantheightandheadingdate7（Ghd7）是一个多效性基因，是LD条件下主要的开花抑制因子，与Hd1一样也编码一个含有CCT结构域的蛋白质，是小麦VERNALIZATION2(VRN2)的同源基因。Ghd7在LD条件下与Hd1各自表达的蛋白形成复合物共同抑制Hd3a水平的转录，同时还可以在很大程度上抑制Ehd1的表达，使水稻在长日照条件下推迟抽穗(Nemotoetal.,2016)。此外，Ghd7并不是一个简单的长日特异性的开花抑制因子，Ghd7的表达是由光敏色素信号诱导的，光
技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国粮食生产现状及面临的主要风险[J]. 鲍国良,姚蔚. 华南农业大学学报(社会科学版). 2019(06)
[2]中国水稻遗传学研究进展与分子设计育种[J]. 郭韬,余泓,邱杰,李家洋,韩斌,林鸿宣. 中国科学:生命科学. 2019(10)
[3]三维坐标下我国粮食主产区耕地质量管理问题研究——以东北粮食主产区为例[J]. 郭庆海,刘帅,刘文明. 中州学刊. 2019(10)
[4]我国水稻育种发展现状、展望及对策[J]. 周正平,占小登,沈希宏,曹立勇. 中国稻米. 2019(05)
[5]基于灰色区间预测和GM（1,N）模型的我国粮食供需结构平衡分析[J]. 李炳军,杨卫明. 江苏农业科学. 2019(18)
[6]土壤污染防治背景下粮食安全问题分析与建议[J]. 张静宏,高建立. 粮食科技与经济. 2019(08)
[7]联合国报告称2018年全球8.2亿人挨饿[J]. 粮食科技与经济. 2019(07)
[8]高效是当前水稻育种的主导目标[J]. 肖国樱,肖友伦,李锦江,邓力华,翁绿水,孟秋成,于江辉. 中国水稻科学. 2019(04)
[9]CRISPR/Cas植物基因组编辑技术研究进展[J]. 刘耀光,李构思,张雅玲,陈乐天. 华南农业大学学报. 2019(05)
[10]Gene editing in plants:progress and challenges[J]. Yanfei Mao,Jose Ramon Botella,Yaoguang Liu,Jian-Kang Zhu. National Science Review. 2019(03)
博士论文
[1]水稻中调控抽穗期的关键基因OsCOL13的克隆与生化分析[D]. 盛培科.湖南大学 2016
[2]水稻CONSTANS-like基因OsCOL10作用于光周期开花途径的分子遗传与生化分析[D]. 谭俊杰.湖南大学 2015
[3]中国杂交水稻技术发展研究（1964～2010）[D]. 李晏军.南京农业大学 2010
硕士论文
[1]长江经济带水稻生产的时空变化研究[D]. 杨秉臻.扬州大学 2019
本文编号：3423820
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
长、短日照条件下水稻抽穗期OsGI-Hd1-Hd3a通路Fig1-1.TheOsGI-Hd1-Hd3aregulatepathwayofriceheadingdateinshortdayandlongday.
第一章文献综述12片中检测到，并在合适的季节由日长（光周期）引发的，与圆锥花序的发育同步。这种信号传递机制需要系统整合环境输入的通信信号并连接植物的远端组织（SAM）。Hd3a和RFT1在叶片诱导表达就是由生物钟设定的昼夜节律和光周期信息整合的结果，环境信号最终集中在Ehd1基因的转录激活上。在SD条件下，Ehd1、Hd3a和RFT1在叶片中的转录是相互关联的，表现出一种瞬时诱导的特征，这种诱导传递到SAM中并且只持续到开花所需的时间为止。图1-2长、短日照条件下水稻抽穗期Ehd1基因通路Fig1-2.TheEhd1regulatepathwayofriceheadingdateinshortdayandlongday.在LD条件下Ehd1受多基因调控（图1-2），DateToHeading8（DTH8）在LD条件下抑制Ehd1表达。Grainnumber,plantheightandheadingdate7（Ghd7）是一个多效性基因，是LD条件下主要的开花抑制因子，与Hd1一样也编码一个含有CCT结构域的蛋白质，是小麦VERNALIZATION2(VRN2)的同源基因。Ghd7在LD条件下与Hd1各自表达的蛋白形成复合物共同抑制Hd3a水平的转录，同时还可以在很大程度上抑制Ehd1的表达，使水稻在长日照条件下推迟抽穗(Nemotoetal.,2016)。此外，Ghd7并不是一个简单的长日特异性的开花抑制因子，Ghd7的表达是由光敏色素信号诱导的，光
技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国粮食生产现状及面临的主要风险[J]. 鲍国良,姚蔚. 华南农业大学学报(社会科学版). 2019(06)
[2]中国水稻遗传学研究进展与分子设计育种[J]. 郭韬,余泓,邱杰,李家洋,韩斌,林鸿宣. 中国科学:生命科学. 2019(10)
[3]三维坐标下我国粮食主产区耕地质量管理问题研究——以东北粮食主产区为例[J]. 郭庆海,刘帅,刘文明. 中州学刊. 2019(10)
[4]我国水稻育种发展现状、展望及对策[J]. 周正平,占小登,沈希宏,曹立勇. 中国稻米. 2019(05)
[5]基于灰色区间预测和GM（1,N）模型的我国粮食供需结构平衡分析[J]. 李炳军,杨卫明. 江苏农业科学. 2019(18)
[6]土壤污染防治背景下粮食安全问题分析与建议[J]. 张静宏,高建立. 粮食科技与经济. 2019(08)
[7]联合国报告称2018年全球8.2亿人挨饿[J]. 粮食科技与经济. 2019(07)
[8]高效是当前水稻育种的主导目标[J]. 肖国樱,肖友伦,李锦江,邓力华,翁绿水,孟秋成,于江辉. 中国水稻科学. 2019(04)
[9]CRISPR/Cas植物基因组编辑技术研究进展[J]. 刘耀光,李构思,张雅玲,陈乐天. 华南农业大学学报. 2019(05)
[10]Gene editing in plants:progress and challenges[J]. Yanfei Mao,Jose Ramon Botella,Yaoguang Liu,Jian-Kang Zhu. National Science Review. 2019(03)
博士论文
[1]水稻中调控抽穗期的关键基因OsCOL13的克隆与生化分析[D]. 盛培科.湖南大学 2016
[2]水稻CONSTANS-like基因OsCOL10作用于光周期开花途径的分子遗传与生化分析[D]. 谭俊杰.湖南大学 2015
[3]中国杂交水稻技术发展研究（1964～2010）[D]. 李晏军.南京农业大学 2010
硕士论文
[1]长江经济带水稻生产的时空变化研究[D]. 杨秉臻.扬州大学 2019
本文编号：3423820
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