1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
一、课题的意义本研究尝试挖掘并获得水稻种子休眠新基因。
水稻提供了全球近一半人口的主粮,而水稻生产上的穗发芽现象严重影响了水稻的产量和品质,已经成为一个亟待解决的问题。
国内外学者已经对一些主效QTL进行了精细定位和图位克隆,但在解决水稻穗发芽的问题上却没能取得突破性进展。
2. 研究的基本内容和问题
四、研究目标以236份水稻自然群体为材料,通过水稻种子休眠全基因组关联分析尝试挖掘并获得控制水稻休眠性状的基因,进而阐述种子休眠调控机制,改良穗发芽性状。
五、研究内容(一)研究材料本实验室从美国Dale Bumpers国家水稻研究中心(Dale Bumpers National Rice Research Center)引进了236份水稻自然群体材料。
(二)实验方法:(1)种子休眠性鉴定以主茎穗从剑叶鞘内伸出为抽穗标准,记录每份材料的抽穗期,单株抽穗后35d收获,每株选取两穗,取50粒成熟饱满的种子置于铺有两张滤纸的9cm培养皿内,于25℃和100%相对湿度条件下发芽,检测第7天的发芽率,设三次重复。
3. 研究的方法与方案
研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析七、研究方法及技术路线236份水稻测序品种→种子休眠性鉴定→全基因组关联分析→获得种子休眠QTL位点图1-1技术路线(1)种子休眠性鉴定以主茎穗从剑叶鞘内伸出为抽穗标准,记录每份材料的抽穗期,单株抽穗后35d收获,每株选取两穗,取50粒成熟饱满的种子置于铺有两张滤纸的9cm培养皿内,于25℃和100%相对湿度条件下发芽,检测第7天的发芽率,设三次重复。
以胚根和/或胚芽超过2mm长作为发芽标准,统计每天的发芽率,用种子发芽率(Gemination rate,GR)及发芽指数(Gemination index,GI)来评价种子休眠性的强弱,其中发芽率是指发芽种子数占种子总数的百分率,发芽指数计算参考Wang等(2010)中的方法,GI=∑(Gt/t),其中Gt为第t天当天的发芽数。
(2)GWAS定位水稻种子休眠QTLs利用TASSEL ver5.0软件和EMMAX的混合线性模型对两年的表型数据进行全基因组关联分析,在P值小于10-4 的条件下,依据群体材料LD的平均衰退范围200kb,将关联在染色体相近位点有多个且连续的SNPs(两个SNPs之间的物理距离小于200kb)作为同一个位点。
4. 研究创新点
九、创新之处本研究采用全基因组关联分析技术定位水稻休眠相关基因位点,尝试挖掘并获得水稻种子休眠新基因,该方法对于解析植物复杂数量性状和发掘优异等位基因方面具有广阔应用前景,应用此方法对于阐述种子休眠调控机制,改良穗发芽性状具有重要意义。
5. 研究计划与进展
十、研究计划2017.7-2017.11:查阅相关文献资料,对课题研究内容大致了解掌握;收集样品并对样品进行发芽计数处理。
2017.11-2018.2:对样品数据进行GWAS分析,分析结果并调整方案。
2018.2-2018.4:完成毕业论文撰写。
