«——【·摘要·】——»

根是吸收水分和营养的重要植物器官.根长响应受氮源及硝酸盐离子及其浓度。在此,确定有可能改善水稻根系的遗传资源,在以NH为形式的低浓度或高浓度的水培培养培养基中,测定了334个插入系核心组的根发育性状。

4 + 或者没有 3 − .ILS被分为三个集群。在所有条件下,集群I中最大根长(MRL)的平均值明显高于其他两个集群。组群国际投资协定和组群国际投资协定之间的根数差异很大,组群国际投资协定的平均根数较高。

此外,集群的平均总根长度顺序为集群I&ttg;icg;ib。因此,在所有试验n条件下,集群I中的ILS被认为是改善根发育性状的遗传资源。在国际劳工组织中,YH187--作为捐赠者来自YP5--在所有情况下都有较长的MRL。

利用从IR64和YT187杂交得到的重组自交系,进行了定量性状位分析,结果表明: qRL5.3-YP5 和 qRL6.5-YP5 在所有条件下都被检测到。相反, qRL4.1-YP5 只在低kno下检测到 3 专注度。

而 qRL8.1-YP5 在高浓度NH下检测到 4 中央和中央 3 .YP5等位基因在这些qtl增加了MRL。在水培栽培中种植的水稻中,尚未检测到根长的QT qRL8.1-YP5 因此,这可能是一种控制水稻根长的新型QTL。

此外, qRL8.1-YP5 和 qRL4.1-YP5 可能是用于测定kno下根伸长的机理的有效方法。3 因为在水稻中这些条件下还没有检测到这种qtl。在今后的研究中,进一步绘制细节图和描述 qRL8.1-YP5 揭示了高角下根的伸长机理 3 浓度条件。

«——【·介绍·】——»

根是植物吸收水分和营养的重要器官.根系与土壤资源的获取以及地上植物的生长发育密切相关。在水稻田中,高产品种的根系特征如根生物质较高,根分布较深,根长较长,根长密度较高。根系统包括根长、数、角等受遗传控制的根发育特征。

为了确定控制根发育性状的遗传因素,在以往的研究中进行了定量性状位分析。已知与根发育性状有关的孤立的QTL包括 第一轮 ,被确定为深根QTL,及 QSOL1 ,被确定为控制冠根延伸角的土壤表面根。

接近等基因线的根系统 第一轮 深入土壤层;因此,在稻田中,无谷产量高于背景品种。此外,零携带 QSOL1 拥有土壤表面的根,使水稻能够抵御盐田土壤盐度的压力;因此,这条线显示,与没有土壤表面根的亲本相比,产量增加了。

因此,研究表明,即使通过一个单一基因,也有可能改变根系统形态,从而提高水稻产量。因此,确定根发育性状对最终作物产量的贡献是作物育种科学家面临的主要挑战之一。氮是农作物生产中最重要的营养物质之一,在全球范围内被用于保持和提高农作物产量。

土壤中的无机氮可被植物吸收,即NH。 4 + 不 3 − 土壤中每种形式的比例取决于种植环境和系统。在水淹稻田中,水稻主要吸收NH 4 + ,这是一种减少形式的N。在好氧场条件下,否 3 − 是氮的氧化形式,是氮的主要来源。

在田间条件下,由于氮浓度的变化,根发育发生了变化。以往的研究表明,根数与氮浓度呈正相关,而根长与根直径呈负相关。然而,很难评估这些性状,也很难对在田间种植的许多植物进行遗传分析,因为根系统在土壤下面蔓延。

因此,对种植在绿屋或温室的水培系统或灌满水的土壤种植系统中的植物进行了遗传分析。实际上,基因 第一轮 和 QSOL1 最初在以土壤和土壤种植为基础的研究中检测到的。此外,基于遗传学分析的水培和壶培养研究也揭示了额外的QTL。

例如,在水培培养条件下,检测到了4种QT的根长: qRL6.1 第6号染色体, Qrl7 在第7号染色体上。, Qro1 在2号染色体上, QR2 在第6号染色体上。由于它们在文化环境中具有较高的添加效应和遗传性,因此对它们进行了精细的绘制。

QLS对水稻幼苗根长的影响主要取决于氮的供给,尤其是氮的形态和浓度。一些qtl已经因其n反应而受到调查。零携带量 qRL6.1 当NH的时候,根比背景品种长 4 + 浓度为5-500毫米。另一个携带QTL的零 qRL6.4-YP5 为所有NH显示较长的根长度 4 + 浓度介于0到500兆焦耳之间。

相比之下,QTL qRL1.1 根长在高NH条件下检测 4 + 仅集中注意力。此外,金姆等人侦测到 Qrl1 和 Qrl10 在条件下,包括500米的NH 4 + 以及缺乏氮。从N的形式来看, Qrl1.4-内西卡7 在水培培养条件下观察根长,包括NH。

因此,研究人员必须评估水培培养条件下的植物遗传资源,包括不同的氮形式和多种浓度,类似于艾哈迈德等人的工作。不同的氮源条件下,不同的氮吸收机制会导致QTE的检测.但是,遗传资源不能从这个角度来选择,因此,有必要选择亲本作为QTL分析材料。

在本研究中,为了确定有可能改善水稻根系的遗传资源,从水稻的334个插入系中确定了核心组的根发育性状。 水稻座 L.在含有低氮或高氮供应的水培培养培养基生长后。来自挪威卫生部 4 cl或kno 3 .334ILS是利用9个新的植物型品种和作为捐赠者的IR64遗传背景开发的。

由于其作为一种食品的适应性和质量,在东南亚和南亚广泛种植了IR64品种。在不同浓度的氮离子中,YTS187被选为有前途的系,用于重组自交系,以检测与控制根发育性状相关的遗传因素。此外,还进行了QTL分析,并对检测到的QTC进行了讨论。

«——【·材料和方法·】——»

In total, 334 ILs是利用红外光谱64的遗传背景,利用9个新的植物类型系和一个日本高产品种----日本高产品种----作为捐赠者 。新的植株型系显示了热带日本的几种特征:低分耕习惯,少的非生产性分枝,大圆锥花序,粗茎,抗倒伏,大黑绿旗叶。

此外,在水培培养条件下,与IR64相比,供体的最大根长和根数显著不同。我们使用112ILS作为核心集,这是藤田等人以前选择的。在日本国际农业科学研究中心的一个试验稻田种植水稻。种子的收获时间大约在35天后。

收获的种子在一个绿屋里干燥,经过脱粒,然后储存在一个密封的盒子里,里面装着干燥剂。F 6 利用F型的单种子下降法生成了RILS。 2 通过在供体系之间杂交而来的种群,IR64和YT187,其中包含了YP5的内向段,在水培培养条件下生长时表现出最大的根长度。

从F中提取DNA 5 使用Obara等人描述的方法进行了人口和基因型分析。将一片约10毫米的叶片放入微管中,在提取缓冲剂中使用混合机MM300均质化,直至几乎整个叶片均匀化。均匀浆在37℃条件下培养30分钟。

然后用异丙醇沉淀DNA,并在200-1,000升的缓冲区[1毫米三氢-盐酸和0.1mm的EDATA]中重新悬浮。DNA溶液储存在4°C时,直到使用为止。简单序列重复标记用于基因型研究。支持材料1提供了每条线的基因型和表型信息。

我们使用了以前由奥巴、福田和雅纳查选择的833个标记来研究IR64和YH187之间的多态性。然后,用F基因型对不同的多态标记进行评价。 5 根据制造商的说明,利用聚合酶链反应与快速TAQHSDYYIIMOX进行了植物和特异性DNA片段的扩增。

用电泳法分离了含0.05%溴化乙铵的4.0%琼脂糖凝胶中的扩增DNA片段。电泳后,用药物分子成像仪或台风9410扫描仪分析DNA信号。种子在60℃的热水中浸泡10分钟,然后用2%的次氯酸钠溶液浸泡20分钟,进行消毒。

用蒸馏水吸收种子,然后在30℃条件下孵化2天,以同步发芽条件。在水培培养中,所使用的基础营养液是由MAE和OOYRA描述的,但须稍作修改,即,用蒸馏水代替自来水,以防止任何额外营养成分的污染,以及5mm货物的缓冲,2-N 如奥巴拉等人先前所述。

使用乙醇磺酸来维持营养溶液的酸碱值。每条线上的四粒发芽种子被放置在一个尼龙网上,该网在PH5.5时漂浮在四分之一强度的营养溶液上。适当数额的NH 4 cl或kno 3 作为氮营养溶液的来源提供,以产生5种或500种n条件。

在播种后的4天和6天,营养液得到更新。在培养过程中,博士值保持在5.4-5.6之间。种植8天后,在28℃左右,以所有种子和树根的总和计算根数,并手工测量其长度。每个植株的总根长度被定义为所有根长的总和。以每株最长根的长度为最大根长。

在每一日程和红外线64之间,使用杜尼特测试的r多重组合中5%、1%和0.1%的意义水平测试了MRL、RN和TRL的显著不同的平均值。

广义遗传性的每一个特征都是根据以下公式进行单向方差分析的: H b 2 = σ 2 g /{(σ 2 e /r) + σ 2 g }, where σ 2 g 是遗传变异 2 e 是环境差异,R是包含的数据项数。利用JMP、WWE方法、MRL、RN和TRL的平均值进行了集群分析。

利用R中的KTL包和支持材料1所示的基因型数据,确定了标记物之间的基因型距离。位于同一染色体上50厘米遗传距离内的邻近标记被分类为同一连锁群。利用WindowsQTL制图员V2.5进行复合区间映射。使用确定系数。

通过1,000次置换试验,计算了检测极限值的临界阈值。 P <0.05。当LOD值比峰值值少一个区域时,考虑了QTL区域。同一染色体上的两个QTL位置被认为是不同的。在同一连锁群中,从染色体最上游位置的标记物的遗传距离可以看出QTE的峰值位置。

«——【·结果·】——»

在不同氮供应条件下,对112ILS的MRL、RN和TRL等根发育性状进行了评价及浓度条件。在每一个条件下,这些性状的连续频率分布在 图1 .不同条件下的平均MRL值存在明显差异。例如,高氮浓度下的平均MRL值明显低于低氮浓度下的低氮供应类型的MRL值。

比较n供应类型,kno下的平均MRL值 3 卫生条件明显高于健康状况。4 两种氮浓度下的浓度条件。… H b 2 MRL值为0.97-0.99。不同条件下的平均RN值也存在差异。在高氮浓度下,高氮浓度下的平均RN值显著高于低氮浓度。

在本研究中, qRL4.1-YP5 在低浓度kno下检测到 3 只是。的地位 qRL4.1-YP5 几乎是 qTSN4.2- YP5,是指在从IR64和Yth191的杂交中所发现的群体中检测到的每穗总小穗数的QTL。

一种负责任的基因 qTSN4.2- YP5, 纳勒1 ,其功能与 斯派克。无 斯派克 低氮条件下粮食产量明显优于IR64,但高氮条件下粮食产量差异消失。因此, qRL4.1-YP5 在低氮条件下,MRL可能通过增加根容量来增加粮食产量。

但是,还需要进一步的研究来评估 qRL4.1-YP5 关于野外条件下的根系统。QTL qRL8.1-YP5 在高浓度NH下在8号染色体上检测到 4 中央和中央 3 .在水稻种植的水培培养物中,没有检测到根长的QT。 qRL8.1-YP5 因此,它可能是一种控制水稻根长的新型QTL。

此外, qRL8.1-YP5 可能是阐明高浓度钾氧化钾引起根伸长的机制的重要QTL。 3 因为在这种情况下,以前没有检测到过这种水稻的qtl。因此,进一步精确绘制 qRL8.1-YP5 提高对高角下根伸长机理的认识 3注意力集中。此外,这些数据可能对旨在改善水稻根系的育种方案有用。

在本研究中,我们确定了在水培条件下种植的水稻中用于根延伸的QTL,并估计了这些QTL在哪些最佳条件下可以发挥作用,用YH187推导出的RL。利用YT24和YT213的后代,我们还检测到了其他用于根延伸的QTL,它们对氮的来源和浓度有独特的响应。

虽然YT213是从YT187的捐赠父母中发展而来的,但预计YT213将含有 qRL4.1-YP5 和 qRL5.3-YP5 。与未检测的QTL相关的是YT187和YT213之间的MRL差异。因此,有必要进一步进行基因分析,以检测控制根系统发展的新基因。

«——【·参考文献·】——»

艾哈迈迪 ，《未来水稻收获的根源 》，2006年。

阿莱-萨诺, 《水稻根遗传结构:从干旱QTL数据库中进行的元分析 》，他的报告，2006年。

桑托斯，《水稻的矿物营养》，他的报告，2008年。