1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
水稻是世界上重要的粮食作物之一。株高、生育期、产量和品质等数量性状都属于水稻重要农艺性状(何风华等,2004),其基因定位克隆在理论和实践上具有重要的意义。水稻生育期作为重要的农艺性状之一。随着水稻种植区域的不断跨大,不同种植地区对优良品种生育期的长短提出了要求,合理的调整生育期可以扩大优良品种的推广区域,保证水稻的产量。通过遗传育种方法改变品种的生育期,特别是缩短生育期,对水稻生产的发展具有重要意义(邓晓建等,2001)。
生育期是指从营养生长阶段转变到生殖生长所需的时间,通常生育期长短可用从播种到抽穗的天数来反映(何风华等,2004;shokokojimaet,2002;masahiroyanoet,2000)。目前,生育期相关基因定位和克隆国内外已经有很多报道。据相关统计,生育期相关qtls位点已有734个被报道,其中水稻占618个,是被报道最多的作物;另外,水稻生育期相关基因已有8个基因(ghd8、osfca、hd-1、hd3a、hd-3、hd6、ehd2和ehd1)克隆。ghd8是个一因多效基因,同时控制株高和产量,被定位8号染色上(wen-haoyanet.2011)。osfca被定位在9号染色体上,其的产物包含有rna结合结构域、ww结构域和atswi3b结构域,主要是参与光周期通路(jeong-hwanleeet,2005)。hd-1、hd3a和hd-3都是光周期敏感基因,都定在6号染色体上,hd-1是个早熟基因,hd-3是迟熟基因,hd3a和hd-3是微效基因(m.yanoet,1997;t.yamamotoet,1998;masahiroyanoet,2000;l.monnaet,2002;shokokojimaet,2002;hironoriitohet,2010)。ehd2和ehd1都是早抽穗基因,都定位在10号染色体(kazukimatsubaraet,2008;kazuyukidoiet,2004)。
随着水稻全基因组的发展,水稻种子活力相关基因相继得到研究,其中多个qtl位点基因被报道。但是,目前水稻种子活力相关基因位点仍然有很多未知,继续探索其相关qtl位点,挖掘新水稻种子活力相关基因,依然具有重要意义。本研究利用地方粳稻品种大关稻和国际稻ir28,通过单籽粒传法构建了重组自交系,并对每个株系进行种子活力鉴定,发掘水稻种子活力相关的qtl位点,以便今后的水稻种子活力相关基因克隆和功能奠定基础。
2. 研究的基本内容和问题
伴随分子标记辅助选择的兴起和数量遗传学的发展,株高、生育期、产量和品质等数量性状qtl定位和克隆技术日渐成熟,并且多个基因已经成功克隆。为了继续探索和发掘水稻生育期相关的新基因,本研究选择了抽穗晚期粳稻品种韭菜青和早期抽穗籼稻品种ir26作为实验材料。同时,利用单粒传法构建了重组自交系,进而构建水稻全基因组遗传图谱。
生育期是指从营养生长阶段转变到生殖生长所需的时间,通常生育期长短可用从播种到抽穗的天数来反映。为此,本研究统计两亲本和每个重组自交系从播种到抽穗所需要的天数,其中家系以80%抽穗时作为抽穗。根据遗传图谱和生育期表型统计结果,利用生物学和遗传学统计软件,可以发现水稻生育期相关的新qtl位点。
本研究利用韭菜青和ir26构建的重组自交系(rils)对水稻生育期相关基因位点进行定位,分析水稻生育期相关基因的遗传机制,力求发掘新的水稻生育期相关基因。本研究可以发掘水稻生育期相关的新基因,也可以后水稻生育期相关基因的克隆和功能分析提高基础;同时,可为水稻生育期结构进行遗传改良提供理论依据,实现理论与实际相结合。
3. 研究的方法与方案
提取dna,扩增ssr标记。
统计两亲本和每个家系从播种至抽穗所需天数。
构建遗传图谱。
4. 研究创新点
本研究利用的早抽穗品种韭菜青和和晚抽穗品种IR26,其中韭菜青是地方品种,具有地方特色。利用重组自交系(RILs)对水稻生育期相关基因位点进行初定位,可分析水稻生育期相关基因的遗传机制,并能发掘新的水稻生育期相关基因。同时,为以后水稻生育期相关基因的克隆和功能分析奠定基础,也为水稻生育期结构进行遗传改良提供理论依据,以实现理论与实际相结合。
5. 研究计划与进展
(1)查阅文献,确定实验课题,并进行实验。
(2)对实验数据进行筛选。
(3)处理数据,完成毕业论文。
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