水稻产量相关基因LAX的生物信息学分析(2)
时间:2018-10-06 14:50 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
水稻的生长环境跟水息息相关，水稻的种子播在准备好的秧田上,当苗龄为20～25天时移植到周围有田堤，水深为5～10公分的稻田内,在生长季节要一直浸在水中.不然会影响水稻的正常生长发育，甚至造成水稻死亡。水稻的苗期用水量小,出芽后只要稻田里有水即可.进入分蘖期后,特别是三叶一心后,需水量会慢慢增多，需要灌浅水层,使得水分保持充足和稳定。但是水量过多也不可以，深水会淹死低位分蘖，分蘖够苗后,进入无效分蘖期,此时水稻对水最不敏感,生产上要控制无效分蘖,采用烤田.最好分次烤田,直到拔节后幼穗分化进II期时,大田需要上水,稻穗分化开始到抽穗,是水稻一生需水最多的时期,尤其是花粉母细胞减数分裂时期对水分最敏感。缺水不利颖花发育,造成颖花败育,空壳率大量增加，严重影响水稻的产量。幼穗分化结束后,直到收割,稻田里面的水量也要保持充足，地里最好也不要断水,这时候可以采用浅水勤灌,直到水稻慢慢生长，成熟收割为止。 水稻作为世界上最重要的三大粮食作物之一，是全世界一半以上人口的主要主食来源，属于直接经济作物。在中国，国人每天人均谷物摄取量为436g，在这里面水稻约占49.5%。据科学分析研究认为，到2050年，人类全球粮食的总产量必须较现在已有的水平增产50%，才可以满足将时全球将近90亿人口的生活需求。然而我们都知道，耕地，是人类赖以生存的基本资源和条件。进入21世纪以来，由于人口数目不断的增多，耕地面积逐年的减少，人民生活水平不断进步，保持农业可持续发展首先要确保耕地的数量和质量土地是稀缺的资源。然而增加粮食总产量的目标，不可能依靠增加土地和可耕作农田面积来实现。实际上，近些年来由于土地污染和破坏严重，土地盐碱化，土地沙漠化，还有都市化和其他人类活动等原因，使得人类可实际利用的耕地面积在逐年减少。所以想办法提高单位土地面积的粮食产量是实现人类粮食增产总目标最现实可行的方式和途径。 水稻产量受遗传，栽培技术，环境等多个方面的影响。其中水稻的每株穗数，每穗粒数，粒重是决定水稻产量的三个最重要的因素。它们三者之间互相联系，相互制约，影响和补偿。其中水稻分蘖是水稻株型的重要构成因素之一，它直接影响水稻穗数的多少，从而影响单位面积产量。 分蘖是水稻等禾本科作物在发育过程中的一个重要的分枝现象，同时是水稻生长的基本特性。分蘖是指禾本科等植物在地面以下或接近地面处所发生的分枝，产生于比较膨大而贮有丰富养料的分蘖节上。直接从主茎基部分蘖节上发出的称一级分蘖，在一级分蘖基部又可产生新的分蘖芽和不定根，形成次一级分蘖。在条件良好的情况下，可以形成第三级、第四级分蘖。 分蘖发生状况是水稻等禾本科作物个体健壮程度的一个重要指标。其中有效分蘖和水稻主茎形成的穗数决定了水稻的产量，只有分蘖数适当才能获得较高的产量。分蘖太多或者分蘖太少都不行，都会影响水稻的产量。所以，在实际的生产应用中，合理控制有效分蘖的数目和发生时期显得非常关键。在当前我国水稻高密度种植的条件下，主茎与分蘖的夹角也是影响产量的重要因素。合适的分蘖角度使得水稻茎和叶之间，叶和叶之间在空间上错落有致，通光通风既可以提高光能的利用率，同时也减少了病虫害发生的可能性，有利于水稻的生长。 由于水稻功能基因组计划的实施和快速发展，目前已经有近700个基因被分离鉴定。其中里面与水稻产量直接或间接相关的基因占36%。目前的研究发现影响水稻分蘖，与水稻产量息息相关的重要基因有：LAX,SPA,MOCL,OSHI,OsTBI等。其中MOC1基因是水稻分蘖的主控基因，它是由我国科学家李家洋等在2003年利用图位克隆方法分离出来的水稻中第一个与分蘖有关的基因，并对其作用机理进行了深入的研究。MOC1基因控制着腋生分生组织的起始和分蘖芽的形成，同时还有促进分蘖芽伸长的功能，因此，MOCI基因是水稻分蘖的关键调控基因，它的缺失会造成分蘖的停止。同样在2003年，Takeda等克隆出与水稻相关的第二个基因OsTBI。它是侧芽生长的负调节因子，作为分枝的负调节蛋白，明显受MOCI的调节。同样，与水稻分蘖和产量相关的基因LAX和SPA，它俩是水稻中主要的侧生分生组织的调节者，其中LAX基因的作用是：编码BHLH转录因子，它在顶端分生组织和新的分生组织的接界处表达，控制水稻新的分生组织的形成和文持。LAX基因有LAX1和LAX2之分，其中LAX1位于第一染色体，编码bHLH类转录因子，LAX2位于第四染色体，编码的核蛋白与LAX1有互作作用，俩者共同调控了腋生分生组织的形成。 (责任编辑：qin) |