两种直播方式下水稻活力全基因组关联分析开题报告

 2022-02-07 20:41:16

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

(一)研究意义

随着经济的发展,劳动力成本的提高,加之农村老龄化和外出务工人员的增多,从事农业生产的劳动力越来越紧张的情况更加突出。水稻直播作为一种新的种稻方式,无需育秧和移栽等传统环节,直接将种子播入大田,具有省工、省力、节本、高效的优点[1][2]。研究水稻直播种植,实现水稻种植机械化,对提高水稻产量、节约水资源、降低劳动强度、提高农业生产效率具有重要的意义。

水稻直播的方式一般分为水直播、湿直播和旱直播三种类型[3]。水直播方式是指土壤经过旱整、平整后,在淹水达一定深度的田块进行撒播;水直播可以采用催过芽的种子或浸泡过的种子,也可采用干稻种;用干种子水直播时,通常先对稻种包衣,以增加种子的重量,避免干种子漂浮于水面而导致不均匀。湿直播即在土壤水分饱和而无积水的田块撒播催芽或浸泡后稻种的一种直播方式。旱直播是将干的水稻种子直接撒播在干燥或土壤水分低于田间持水量的土壤中。比较而言,三种方法均省去了育秧、移栽等环节,大大减少了劳动强度和劳动成本,提高了劳动效率;此外,旱直播由于省去育秧、泡田用水量巨大的环节,所以节约了大量的水资源。因此,水稻旱直播是一项新型、高效省工、节水和易于机械化的栽培技术,能够充分利用缺水稻田、稳定水稻种植面积,也是当前水稻生产转型期提高产量的优选技术之一。另外,与移栽稻的播种量相比,直播稻的播种量少,秧苗稀,幼苗个体生长环境条件优越[4]

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2. 研究的基本内容和问题

(一) 研究目标1. 对选取的来自不同地区的200多份水稻品种的种子活力进行关联分析;2. 定位与种子活力有关的位点;3. 筛选适于直播的高活力水稻种质资源。

(二) 研究内容对实验室收集的来自不同地区的200多份材料在牌楼基地进行旱直播和水直播两种直播方式,调查成苗率、苗高以及苗干重。

(三) 关键问题1. 利用关联分析找出相关位点2. 筛选优异种质资源

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3. 研究的方法与方案

(一) 研究材料实验室收集的来自全世界各地的200多份水稻品种。(二) 研究方法2018年5月于南京农业大学牌楼基地播种池进行播种,旱直播与水直播各一条处理池。旱直播保持土壤表面湿润即可,水直播保持水层高度在5cm。每个品种两种处理,三个重复。(1) 性状测定1. 成苗率测定,成苗标准为第一完全叶展开;2. 苗高测量;3. 苗干重测量。(2) 数据分析

利用Excel、Tassel软件进行相关性分析,找出与种子活力有关的位点。

(三)技术路线

(四) 可行性分析

近年来,在农村劳动力短缺和农业机械化的大背景下,水稻直播逐渐兴起,尤其是机械直播越来越受推崇。全基因组关联分析(GWAS)是近十年发展起来的可以针对复杂性状研究的一种方法。全基因组关联分析已经成为鉴定目标性状与遗传标记或候选基因关系的一种可靠的分析方法。全基因组关联分析最早主要用于研究人类疾病的研究。近10年来,在植物性状方面的研究也取得了长足的发展。

4. 研究创新点

关联分析的特点在于不需要构建家系群体。

关联定位的过程主要分为三个方面,包括1)种质材料的鉴定;2)目标性状表型的选择和鉴定、分子标记的检测、标记间ld分析和群体结构分析;3)表型与标记的关联分析。

关联分析在水稻农艺性状方面的研究已有较多成功案例,但在水稻种子高活力关键基因挖掘方面却鲜有报道。

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5. 研究计划与进展

(1)2018年5月,整理材料,在牌楼基地播种;(2)2018年5月,田间测定成苗率;(3)2018年6月-2019年3月,测定苗高、苗干重;(4)2018年3月-2019年4月,分析数据并完成毕业论文。

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