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文檔簡介
1、土壤有效磷含量嚴重匱乏和磷礦石資源即將耗竭是限制水稻生產(chǎn)的重要因素。挖掘與利用近緣野生稻磷高效利用基因,培育耐低磷新品種是解決磷資源短缺的最重要途徑,具有重要的理論和實踐價值。
本研究以東鄉(xiāng)野生稻耐低磷漸滲系IL171及其雙親(栽培稻協(xié)青早B和東鄉(xiāng)野生稻)為試材,采用cDNA-AFLP(cDNA-amplifiedfragment length polymorphism)技術(shù)分析其幼苗期應答低磷脅迫的差異表達譜特征,用實時熒光
2、定量 PCR分析驗證差異表達基因的表達特性。并以東鄉(xiāng)野生稻為供體親本,協(xié)青早B為受體親本構(gòu)建的BC1F10群體為研究對象,利用SSR標記對本課題組原有遺傳圖譜進行進一步加密,并結(jié)合新一代高通量測序技術(shù)和高性能計算分析技術(shù),發(fā)掘水稻耐低磷性狀相關(guān)的基因組區(qū)域及其相關(guān)基因的分析,為探究東鄉(xiāng)野生稻耐低磷脅迫的分子機制、發(fā)掘耐低磷相關(guān)的基因,以及為相關(guān)性狀的QTL定位及其它研究提供參考。本研究主要結(jié)果如下:
(1)基于17對擴增效果較
3、好的cDNA-AFLP引物分析發(fā)現(xiàn),不同脅迫時間的參試材料與其對照組(正常磷水平)相比,具有大量(20~159個)上調(diào)或下調(diào)表達的差異片段。與協(xié)青早B相比,IL171中特異性上調(diào)的差異帶有36條,下調(diào)表達的61條;東鄉(xiāng)野生稻中分別有79條和136條。此外,IL171和東鄉(xiāng)野生稻共有的上調(diào)差異帶有13條,下調(diào)的有15條?;厥占兓渲?0條特異性差異表達的條帶,最終克隆測序獲得50個差異表達基因片段TDFs(Transcript-deriv
4、ed fragments)。通過BLAST比對和功能分析,可將TDFs分為八類,包括能量與代謝,基因表達調(diào)控,信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄因子等。用實時熒光定量PCR驗證其中6個TDFs發(fā)現(xiàn),各差異片段的熒光定量PCR的表達模式與cDNA-AFLP結(jié)果一致,表明本文的cDNA-AFLP差異表達結(jié)果可靠,東鄉(xiāng)野生稻的部分耐低磷相關(guān)基因已成功導入到漸滲系中,是發(fā)掘利用東鄉(xiāng)野生稻耐低磷相關(guān)基因、探究其耐低磷分子機制的重要資源。
(2)利用57個S
5、SR標記對親本協(xié)青早B和東鄉(xiāng)野生稻進行多態(tài)性篩選,獲得12個親本多態(tài)性SSR標記,多態(tài)性頻率為21.1%。應用MAPMAKER/EXP3.0,將12個SSR分子標記全部加入到各自連鎖群中。加密后的連鎖圖譜共有155個標記,每個連鎖群上的標記數(shù)介于7-20個之間;總圖距為1604.6cM,標記間平均圖距為10.35cM,圖距范圍為0cM-34.8cM。通過轉(zhuǎn)錄譜測序數(shù)和QTL定位結(jié)果做交集,得到東鄉(xiāng)野生稻擴增得到的差異表達片段為4953個
6、。在葉中差異表達基因有2494個,其中上調(diào)值大于2的有167個,占6.69%,其中下調(diào)值大于2 的有113個,占4.53%;在根中差異表達基因有2457個,其中上調(diào)值大于2的有117個,占4.76%,其中下調(diào)值大于2的有179個,占7.28%,這些基因位于1、3、5、8、9、11等六條染色體上。根、葉中共表達差異基因上調(diào)值和下調(diào)值大于2的為36個,在根、葉中上調(diào)值大于2的共表達基因有22個;在根、葉中下調(diào)值大于2的共表達基因有
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