抽穗期基因对水稻光合性状的遗传效应

抽穗期基因对水稻光合性状的遗传效应

论文摘要

抽穗期与光合作用均是影响水稻产量的潜力因素,两者在控制水稻生长发育以及开花繁殖上存在着一定的联系。抽穗期对于产量的控制可能与光合作用途径密切相关。Hd1和Ghd7均是控制水稻抽穗期和产量的多效基因,但它们的影响作用机理尚未研究清楚。本研究应用从珍汕97/密阳46重组自交系中筛选构建的2套近等基因系Z43群体和Z44群体来研究自然长日照条件下,Hd1与Ghd7在水稻抽穗期间对光合性状的调控作用,其中珍汕97的Hd1为功能型等位基因,密阳46的Ghd7为功能型等位基因。主要结果如下:Z43群体中Hd1座位与PhyB座位分离。实验检测到Hd1对光合相关性状的主效应,功能型Hd1降低水稻抽穗期间的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、总蛋白含量;提高叶绿素含量、CAT酶含量、SOD酶含量。但并未检测到PhyB对光合性状、叶绿素含量以及其他相关生理性状的显著效应。Z44群体中Hd1座位与Ghd7座位分离。实验检测到Ghd7对光合性状的主效应,功能型Ghd7降低水稻抽穗期间的光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率,未检测到Hd1对这四种光合性状的主效应。同时检测到Hd1与Ghd7之间对光合性状的相互作用,功能型Hd1降低水稻抽穗期间的光合能力需要功能型Ghd7。此外分别检测到Hd1与Ghd7对叶绿素含量的主效应,但两者之间没有相互作用,表明功能型Hd1可以提高叶绿素含量,功能型Ghd7可以降低叶绿素含量。对两套近等基因系进行转录组分析研究,发现Hd1与Ghd7确实对光合作用和叶绿素含量有着重要的调控作用。Hd1为功能型时,Ghd7引起2836个差异基因,1916个下调;hd1为无功能型时,Ghd7引起1097个差异基因,621个下调。GO功能和聚类分析显示功能型Ghd7能显著富集到光合作用以及叶绿体发育相关的GO条目,功能型Ghd7下调大部分叶绿素合成相关的基因,但当Hd1为功能型时,功能型Ghd7下调的基因数远大于hd1为无功能时的基因数。表明Ghd7主要对叶绿素合成起负调控作用,且在Hd1为功能型时,其调控作用更强。Ghd7为功能型时,Hd1引起2082个差异基因,1346个下调;ghd7为无功能型时,Hd1引起564个差异基因,262个下调。GO功能和聚类分析显示当Ghd7为功能型时,功能型Hd1能显著富集到光合作用以及叶绿体发育相关的GO条目,功能型Hd1下调大部分叶绿素合成相关的基因;而ghd7为无功能时,功能型Hd1仅显著富集到4个相关GO条目,引起的差异基因远远少于Ghd7为功能型时的差异基因数。表明功能型Hd1对光合作用的调控依赖于功能型Ghd7。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 英文缩略表
  • 1 引言
  •   1.1 水稻抽穗期基因的克隆
  •     1.1.1 成花素基因
  •     1.1.2 抽穗期基因Hd
  •     1.1.3 抽穗期基因Ghd
  •   1.2 水稻抽穗期基因基本通路的转录调控
  •     1.2.1 以Hd1 为核心的光周期开花途径的转录调控
  •     1.2.2 以Ehd1 为核心的光周期开花途径的转录调控
  •     1.2.3 Hd1-Hd3a通路与Ehd1-Hd3a/RFT1 通路的互作调控
  •     1.2.4 独立Hd1和Ehd1 的其他可能通路的转录调控
  •   1.3 抽穗期基因与光合作用的联系
  •   1.4 转录组分析
  •   1.5 本研究的目的和意义
  • 2 研究材料与方法
  •   2.1 研究材料
  •     2.1.1 水稻群体的构建
  •     2.1.2 田间种植
  •     2.1.3 实验试剂与仪器
  •   2.2 研究方法
  •     2.2.1 光合性状的测定
  •     2.2.2 叶绿素含量的测定
  •     2.2.3 蛋白含量和酶活力的测定
  •     2.2.4 数据分析
  •     2.2.5 转录组流程
  • 3 结果与分析
  •   3.1 水稻Z43 群体的光合生理遗传效应分析
  •     3.1.1 Hd1 对光合性状的效应分析
  •     3.1.2 Hd1 对叶绿素含量的效应分析
  •     3.1.3 Hd1 对蛋白含量与抗氧化酶含量的效应分析
  •   3.2 水稻Z44 群体的光合生理遗传效应分析
  •     3.2.1 四种基因型株系光合性状的效应分析
  •     3.2.2 四种基因型株系叶绿素含量的效应分析
  •     3.2.3 四种基因型株系抗氧化酶含量与蛋白含量的效应分析
  •   3.3 转录组分析
  •     3.3.1 mRNA数据与序列比对结果
  •     3.3.2 差异表达基因分析
  •     3.3.3 差异表达基因的GO功能富集性分析
  •     3.3.4 差异表达基因聚类分析和KEGG pathway富集分析
  • 4 讨论
  •   4.1 Z43 群体中Hd1和PhyB对光合相关性状的作用
  •   4.2 Z44 群体中Hd1和Ghd7 对光合相关性状的作用
  •   4.3 转录组研究的功能验证
  • 5 总结与展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 施俊

    导师: 沈波

    关键词: 水稻,抽穗期,光合作用

    来源: 杭州师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 生物学,农作物

    单位: 杭州师范大学

    分类号: S511;Q945.11

    总页数: 95

    文件大小: 3850K

    下载量: 60

    相关论文文献

    • [1].植物叶片功能性状及其环境适应研究[J]. 植物科学学报 2017(06)
    • [2].贵州薏苡新品种(系)的性状表现[J]. 农技服务 2020(02)
    • [3].油菜浙油51在余姚的性状表现[J]. 浙江农业科学 2017(01)
    • [4].中秋红蜜苹果的性状表现及栽培技术要点[J]. 落叶果树 2018(01)
    • [5].玉米不同杂交种综合性状表现及利用评价[J]. 种业导刊 2017(02)
    • [6].生物的性状表现[J]. 中国多媒体与网络教学学报(电子版) 2018(02)
    • [7].性状的表达与遗传病[J]. 临床医药文献电子杂志 2017(55)
    • [8].甘肃山楂的栽培技术[J]. 落叶果树 2012(05)
    • [9].玉米新品种航玉35的性状表现及配套栽培技术[J]. 农业科技通讯 2018(12)
    • [10].不同棉花品种适宜机采性状比较研究[J]. 山东农业科学 2017(11)
    • [11].玉米品种比较试验[J]. 安徽农学通报 2013(04)
    • [12].柑橘新品种桂橙1号在桂林的主要性状表现分析[J]. 种子科技 2020(09)
    • [13].龙粳系列品种比武总结[J]. 农民致富之友 2019(07)
    • [14].苏豇1号在如皋市的种植表现及高产栽培技术[J]. 农业科技通讯 2014(12)
    • [15].部分高山杜鹃品种在南京的性状表现及配套栽培技术[J]. 江苏农业科学 2008(01)
    • [16].梧州低海拔林下三七种植试验[J]. 南方农业学报 2012(03)
    • [17].如皋黄鸡连产性状及其遗传参数分析[J]. 中国家禽 2019(16)
    • [18].森林生态系统性状的空间格局与影响因素研究进展——基于中国东部样带的整合分析[J]. 生态学报 2018(18)
    • [19].瑞玉猕猴桃性状表现与栽培要点[J]. 西北园艺(果树) 2019(02)
    • [20].优质杂交稻“福两优366”示范表现及高产栽培技术[J]. 上海农业科技 2014(05)
    • [21].17个红色系一串红品种在南京地区的栽培表现[J]. 江苏农业科学 2012(12)
    • [22].蓝莓新品种蓝月的选育及栽培技术要点[J]. 落叶果树 2020(05)
    • [23].重庆市6种常见园林植物功能性状对城乡生境梯度的响应[J]. 生态学杂志 2019(08)
    • [24].杂交水稻冈8优785主要性状与产量的相关分析及增产途径[J]. 农业科技通讯 2018(11)
    • [25].‘晚秋黄梨’在滑县的引种表现及栽培技术[J]. 落叶果树 2013(04)
    • [26].红肉桃新品种天赐红的性状表现及栽培技术要点[J]. 落叶果树 2017(03)
    • [27].水稻超高产潜力鉴定品种农艺性状相关及通径分析[J]. 安徽农业科学 2015(33)
    • [28].泡椒新品种湘椒49号引进示范推广措施及效益[J]. 现代农业科技 2011(21)
    • [29].兆丰1号在阿克苏市的表现[J]. 新疆农业科学 2010(S1)
    • [30].美人指葡萄在松溪县的性状表现及栽培技术[J]. 福建农业科技 2014(03)

    标签:;  ;  ;  

    抽穗期基因对水稻光合性状的遗传效应
    下载Doc文档

    猜你喜欢