水稻籽粒快速灌浆的资源发掘与特性分析(3)
时间:2020-05-05 14:38 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
此外，有研究报道细胞壁转化酶家族（Cell-wall Invertase gene family）)基因成员也与灌浆充实有关。水稻基因组预测共有7个CIN基因，其中OsCIN3只在花器官中表达，OsCIN1、OsCIN2、OsCIN4和OsCIN7主要在未成熟的籽粒中表达，可能也与蔗糖分配到库中有关[30]。 Tatsuro等[31]研究表明，OsCIN1虽然在根、叶和穗部、颖果、颖壳中都检测到有所表达，但主要还是在灌浆早期的颖壳中表达，花后1至4天活性最高，而在这一时期胚乳干重增加缓慢，颖壳长度增加迅速。因此，推测OsCIN1主要通过影响颖壳细胞分裂和质外体途径糖转运卸载而影响灌浆充实。 1.6 本研究的意义 水稻籽粒灌浆相关性状是一个复杂的性状，主要是受遗传基因控制[34]。灌浆速率和充实度是影响水稻高产育种的重要因素，只有源足、库大、流畅和源库流协调，才能使水稻是获得高产。但是由于数量遗传学和分子标记技术在不断地发展，以及QTL作图方法也在不断地改进和完善，从分子水平上解析灌浆相关性状的遗传机制成为可能。迄今为止由于性状测定繁琐，水稻报道都止步于水稻产量相关性状的QTL定位分析，利用遗传群体在基因水平上对灌浆速率等性状的研究甚少，还有待于建立不同遗传群体来强化这一重要性状的遗传研究，可以提供新的科学依据和育种策略来使得水稻产量增加。本研究拟利用来自美国康奈尔大学Susan McCouch教授课题组世界各地收集分离鉴定的400份水稻种质资源，在环境可控的条件下，通过籽粒灌浆速率表型鉴定，以期快速挖掘水稻籽粒快速灌浆的资源，为后续开展鉴定种子灌浆相关基因奠定基础。 2 材料与方法 2.1 试验材料 来自全球82个不同地区192份测序的水稻资源，名为Rice Diversity Panel，由美国康奈尔大学Susan McCouch教授课题组提供。 2.2 材料种植 所有种植于南京农业大学江浦试验站，行间距为17 cm × 33 cm，每行10株。从水稻分蘖期开始对材料的地方适应性和稳定性进行评估和检测，标注生长良好并且结实正常的资源，后期选择生育期集中在一个月内的水稻资源进行表型鉴定。 2.3 水稻籽粒灌浆速率测定 a.定株 开花期从小区中选择生长整齐一致、同日开花的15个单株，挂牌记录开花日期。 b.标记 每一单株随机选取稻穗三分之一以上部位同日开花的20粒颖花，用黑色记号笔在其外颖表面涂黑做标记。 c.取样 自标记之日起，每隔7天选取三株，作为三个重复，将涂黑的籽粒分袋取回，至开花后35天止，共5次，即7DAF（days after flower）、14DAF、21DAF、28DAF和35DAF。 d.称重 取回后将涂黑的籽粒置于105℃的烘箱中杀青30min，55℃烘至恒重。人工剥壳后随机选取10粒糙米并称重，求出三份糙米平均粒重。 e.计算 灌浆速率=[n期平均粒重-（n-1）期平均粒重]&pide;7，单位为mg/(粒•d) （Liu et al. 2016）；灌浆程度=[n期平均粒重-（n-1）期平均粒重]&pide;最后一期平均粒重，单位为%。 2.4 千粒重测定 待种子完全成熟后，收取192份所有的种子，45℃烘干，并置于-20℃冰箱保存备用。选取100粒饱满的水稻种子，称取重量，再转换成千粒重，三次重复，求取平均值。 2.5 生育期和温度测定 记录水稻资源在南京江浦农场的生育期，同时记录开花至收获时的最高和最低温度以及其平均温度。 2.6 数据分析 千粒重和5个时期的灌浆速率和灌浆度基本统计量用Excel计算分析，各指标间相关性和次数分布图用IBM SPSS Statistic19.0分析。 3 结果与分析 3.1 水稻籽粒灌浆表型 通过5个发育时期测定192份水稻种质资源籽粒灌浆发现，籽粒伴随发育进程粒重逐渐增加，直至趋于稳定（图1ABC）。该自然群体籽粒灌浆数据统计表明，5个发育时期籽粒粒重、灌浆速率和灌浆程度都存在广泛的遗传多样性和表型变异（表1，图2-4）。I-Ⅴ发育时期，粒重都呈现正态分布，变幅为0.00～24.60、1.20～27.60、9.15～34.95、8.30～34.46和8.44～36.00mg/粒，均值分别为7.77、17.79、19.91、20.72和21.76mg/粒，变异系数分别为44.45、22.73、22.26、22.01和22.80（图2）。灌浆速率在发育I-II呈现正态分布，III-Ⅴ呈现偏态分布，I-Ⅴ时期变幅分别为0.00～3.51、0.00～2.98、0.00～1.53、0.00～1.36、0.00～1.30mg/粒、，均值分别为1.11、1.43、0.36、0.15和0.20mg/粒，变异系数分别为44.45、40.15、98.50、165.79、129.74（图3）。灌浆程度在发育I-II呈现正态分布，III-Ⅴ呈现偏态分布，III-Ⅴ变幅分别为0.00～100.00、0.00～79.53、0.00～44.07、0.00～39.74、0.00～52.24 mg/粒，均值分别为37.37、45.01、10.37、4.08和5.99 mg/粒，变异系数分别为48.71、35.84、89.15、158.92与133.39 (责任编辑：qin) |