穆平[1]2004年在《水、旱稻DH和RIL群体抗旱性状相关分析及其QTL表达规律比较》文中进行了进一步梳理水资源短缺已成为制约我国农业和国民经济发展的瓶颈，开展抗旱性研究特别是水稻抗旱QTL定位和抗旱分子育种有重要的现实意义。 本研究以粳型旱稻品种IRAT109和粳型水稻品种越富杂交产生的包含116个株系的叫群体和120个株系的RIL群体为材料，构建了分子标记连锁图，两个群体的标记数分别为165(DH群体)和201(RIL群体)，分别覆盖水稻基因组1535.1cM和1833.8cM，标记间的平均距离分别为9.3cM和9.0cM。在水田、旱田和根管培养3种种植条件下，考查了两群体及其亲本的根系性状、产量及其相关性状、茎秆性状、渗透势、水势、气孔阻力等生理性状，以抗旱系数为标准，进行了各性状与抗旱系数的相关及通径分析。定位了这些性状的QTL，分析了水、旱条件下QTL的表达特点，提出了用于抗旱性状分子标记辅助选择的主要标记。主要结果如下： 各性状与抗旱系数的相关分析结果表明：根基粗、最长根长与抗旱系数呈显着正相关，根数与抗旱系数呈显着负相关。抗旱性强的材料在根系性状上主要表现为根粗较粗、根系较长和根数中等等特点。生理性状如水田下午渗透势、水田渗透变化、水田叶片水势等水田生理指标与抗旱系数相关显着，而旱田条件下这些指标与抗旱系数间相关不显着，说明旱田条件下生理性状对抗旱的作用较为复杂。结实率、千粒重等性状对旱胁迫较为敏感。通径分析结果表明，根系性状(根基粗、最长根长、根干重)、生理性状(渗透势、渗透变化、水势)对抗旱系数的作用以直接作用为主。 对根系性状、生理性状、产量及其相关性状、抗倒伏性进行了QTL定位。利用DH群体进行了分蘖期根系性状的QTL定位，并利用RIL群体进行了根系性状整个生育期发育动态QTL分析，发现不同根系性状在根系发育过程中以一定的时空方式动态表达。发现控制根系性状、抗旱系数(产量性状)的贡献率较高的或紧密连锁QTL区域：如1号染色体RM529-RMl068，2号染色体RM521-RM438。渗透势、渗透变化、叶片水势、气孔阻力等生理性状QTL定位结果表明，水田渗透势、渗透变化等性状QTL表现诱导表达的特点；生理性状QTL间存在紧密连锁现象，如控制渗透势、渗透变化、水势等生理性状贡献率较高的或紧密连锁区域(12号染色体RM270-RM235，5号染色体R2558-G1458等)。对水、旱条件下产量性状进行了QTL定位，发现一些旱田特异表达的QTL。另外，利用抗旱分离群体对水、旱条件下水稻抗倒伏性状(茎秆长、茎基粗、茎秆强度)进行了相关分析和QTL定位。发现了一些贡献率较大的QTL，可用于抗倒伏性状的分子标记辅助选择。 对两群体QTL定位结果进行了比较，发现9个根系性状QTL区域、4个生理性状QTL区域及5个产量性状QTL区域在两个群体中都检测到。以在两群体间位置一致、存在—因多效或紧密连锁效应、或旱田条件下贡献率较大的QTL(紧密连锁标记)作为抗旱相关性状分子标记辅助选择的主要标记。如控制根系性状、抗旱系数的QTL区域：1号染色体RM529—RM1068、2号染色体RM521—RM438等；控制渗透势、渗透变化、水势等生理性状的QTL区域：1号染色体RM493—RM1287、5号染色体R2558—G1458等；控制产量及其相关性状贡献率较高或紧密连锁QTL区域：1号染色体RM243—RM259、6号染色体RM541—RM527等。
刘宇强[2]2013年在《苗期和大田生长阶段与水稻抗旱相关性状QTL定位研究》文中研究表明水稻是世界重要的粮食作物之一，全世界有超过半数以上的人口以稻米为主食。但随着经济发展和人口的剧增，全球的水资源日渐短缺，干旱已经成为限制水稻生产的最主要的非生物学因素之一。本试验以抗旱性差异较大的亲本小白粳子和空育131以及其后代F2:3家系群体为试验材料，对苗期生长阶段的抗旱相关性状之间、大田生长阶段的抗旱相关性状之间以及苗期抗旱性状与产量相关性状之间进行了相关分析。并对正常和干旱胁迫两种条件下，对苗期生长阶段和大田生长阶段抗旱相关性状进行了QTL定位，结果如下：1.根据标记之间的距离和顺序绘制了一个包含99个SSR标记的遗传连锁图谱。该遗传图谱的总长度为1238.42cM，平均距离12.51cM。2.在正常和干旱胁迫两种条件下，F3群体的14个与抗旱相关的性状呈现单峰连续的正态分布，超亲遗传现象明显，适合QTL定位。3.在苗期,模拟干旱胁迫条件下的苗高与根长和根数达到了极显着正相关，而胚芽鞘长与根数呈显着性正相关，但没有达到极显着水平。在正常条件下，苗高与根长和根数之间达到了极显着正相关，根长与胚芽鞘长达到了极显着正相关，而根数和根长呈显着正相关。在大田生长期,干旱胁迫条件下的生育期、株高、穗数、穗长、总粒数、一次枝梗数、二次枝梗数与单株穗重都达到了极显着正相关，结实率与根长呈极显着的正相关，而结实率和苗高呈显着的正相关，但未达到极显着水平。在正常灌溉条件下，单株穗重与穗数、二次枝梗数、生育期、株高达到了极显着正相关，与冠层温度达到了极显着负相关，苗高与单株穗重达到了显着的正相关，根数与结实率之间也达到了显着的正相关，胚芽鞘长与穗数达到了极显着的正相关，结实率与根长呈极显着的正相关，与苗高呈显着的正相关。4.在正常和模拟干旱条件下，对苗期的4个与抗旱相关的性状进行QTL定位分析研究，结果如下：（1）共检测到12个与苗高相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下6个，位于第2、3、6、7条染色体上；正常条件下6个，位于第2、5、6、7条染色体上。（2）共检测到5个与胚芽鞘长相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下2个，位于第2、6条染色体上；正常条件下3个，位于第2、6、12条染色体上。（3）共检测到5个与根长相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下4个，位于第1、2、8、条染色体上；正常条件下1个，位于第8条染色体上。（4）共检测到5个与根数相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下3个，位于第2、4条染色体上；正常条件下2个，位于第1、6条染色体上。（5）共检测到18个控制相对苗高、相对胚芽鞘长、相对根长和相对根数的QTLs，位于第1、2、3、4、6、7、9、12条染色体上。5.在正常和干旱胁迫条件下,对产量相关的性状、冠层温度、叶绿素含量和生育期进行了QTL定位分析研究，结果如下：（1）共检测到13个与株高相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下8个，位于第1、2、6、7、9、11条染色体上；正常条件下5个，位于第2、4、7、8条染色体上。（2）共检测到8个与单株穗重相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下4个，位于第1、2、3、7条染色体上；正常条件下4个，位于第1、7、11条染色体上。（3）共检测到14个与有效穗数相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下7个，位于第2、3、6、8、11、12条染色体上；正常条件下7个，位于第2、3、4、7条染色体上。（4）共检测到6个与穗长相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下5个，位于第1、6、7、11条染色体上；正常条件下1个，位于第2条染色体上。（5）共检测到6个与总粒数相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下2个，位于第2、4条染色体上；正常条件下4个，位于第2、4、8、12条染色体上。（6）共检测到5个与一次枝梗数相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下3个，位于第1、5、7条染色体上；正常条件下2个，位于第8、11条染色体上。（7）共检测到5个与二次枝梗数相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下3个，位于第1、条染色体上；正常条件下2个，位于第2条染色体上。（8）共检测到10个与生育期相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下6个，位于第3、5、6、7、9条染色体上；正常条件下4个，位于第2、5、7条染色体上。（9）共检测到14个与灌层温度相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下6个，位于第1、2、3、8、9条染色体上；正常条件下8个，位于第1、2、3、7、8条染色体上。（10）共检测到9个与叶绿素含量相关的QTLs，其中干旱胁迫条件下6个，位于第1、2、8、9条染色体上；正常条件下3个，位于第2、4、11条染色体上。（11）共检测到44个控制产量性状相对值、冠层温度相对值、叶绿素含量相对值和生育期相对值的QTLs，位于第1、2、3、4、5、6、7、8、9、11条染色体上。
田山君[3]2014年在《玉米苗期抗旱品种筛选及抗旱生理与分子机制研究》文中研究表明干旱是影响玉米(Zea mays L.)产量的主要因素之一。筛选一批抗旱性较强的玉米品种并深入研究其抗旱机理,对玉米抗旱栽培和育种具有重要的意义。本研究以30个西南地区大面积推广的玉米杂交种为材料,使用模糊隶属函数法评价了抗旱品种；以抗旱性有显着差异的2个杂交种和2个自交系为材料,通过传统生理指标测定、数字基因表达谱(DGE)、蛋白定量(iTRAQ)等方法,对其抗旱的生理和分子机制进行了深入研究。主要结果如下：1.使用综合抗旱指数,筛选出8个抗旱性强的玉米杂交种。2.引入干旱变异指数,评价出叶面积、根冠比、根系性状(根系体积、根分支数、根长)、相对电导率、离体叶片失水速率、脯氨酸、叶绿素和叶绿素荧光参数(最大光化学效率、实际光化学效率、原初光能捕获效率、光化学淬灭系数)对干旱胁迫较为敏感,可作为玉米苗期抗旱性的评价指标。3.不同干旱胁迫强度下,抗性品种的苗高、叶面积呈下降趋势,但下降幅度小于敏感品种；根冠比总体呈上升趋势,上升幅度高于敏感品种。在轻、中度胁迫后,抗性品种的干物质积累量无明显改变,重度胁迫后降低：敏感品种在遭受到胁迫后,干物质重呈现明显下降趋势。4.不同干旱胁迫强度下,玉米品种的叶绿素、最大光化学效率、原初光能捕获效率、实际光化学效率、净光合速率、蒸腾速率呈下降趋势,非光化学淬灭系数呈上升趋势。抗性品种,各性状改变的幅度较之敏感品种为小。5.不同干旱胁迫强度下,抗性品种的细胞膜稳定性呈下降趋势,下降幅度小于敏感品种；脯氨酸和SOD含量呈上升趋势,上升幅度高于敏感品种；离体叶片失水速率呈上升趋势,上升幅度低于敏感品种。6.DGE测序得到4百万条以上clean tag,拷贝大于100的Tag数量最多,拷贝数在5之下的Tag的种类最多。7.分析天然反义转录产物发现,玉米自交系中约有50%左右的基因具有sense-antisense调控方式。干旱胁迫降低了2个玉米自交系具有反义转录产物的基因数目,且在相同胁迫强度下,抗性品种下降的幅度远大于敏感品种。8.采用DGE方法,筛选出不同干旱胁迫强度下,2自交系的差异基因。使用维恩图进行比较,对品种间差异基因集进行功能和代谢通路分析。结果表明,在短期干旱胁迫下,抗性品种较之敏感品种,差异基因的分子功能在抗氧化活性上存在差异富集,生物学过程也出现了刺激响应的差异富集。且抗性品种在长期胁迫中具有持续清除自由基的能力。9.使用维恩图进行比较,首次对2个不同抗旱性玉米自交系在遭受干旱胁迫1-24h期间抗旱相关和生育相关基因进行了区分。对仅与抗旱相关的基因进行分析发现,抗性品种适应干旱逆境的分子机制之一是次生代谢产物的及时和大量合成。10.采用iTRAQ方法,测序得到2466个蛋白质。鉴定出6个在干旱胁迫下,信号转导途径中差异表达的蛋白：分析表明,玉米干旱胁迫反应与细胞分裂素信号传导路径部分重迭,干旱逆境下植物激素相关基因的不同表达模式,可能是造成不同基因型玉米间抗旱性差异的原因之一。11.将mRNA和蛋白关联分析,得到1300个左右、在两种水平上均有表达的基因。综上所述,本研究筛选出一批抗旱性强的玉米品种推广应用于生产,并在生理和分子水平对玉米抗旱机理进行了探讨,为建立玉米抗旱性鉴定体系提供了理论依据。
参考文献：
[1]. 水、旱稻DH和RIL群体抗旱性状相关分析及其QTL表达规律比较[D]. 穆平. 中国农业大学. 2004
[2]. 苗期和大田生长阶段与水稻抗旱相关性状QTL定位研究[D]. 刘宇强. 东北农业大学. 2013
[3]. 玉米苗期抗旱品种筛选及抗旱生理与分子机制研究[D]. 田山君. 四川农业大学. 2014