1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.1 课题的意义水稻是人类赖以生存的主要粮食作物,全球有近1/2的人以稻米为主食[1],水稻能否高效萌发以适应不同栽培地区的不同生态环境对于全球粮食安全具有重要意义。
物质利用情况是种子萌发过程中能量代谢的一个重要指标,也是贮藏物有效转化利用的一个衡量标准。
但至今,有关水稻种子萌发过程中物质利用率的相关研究鲜见报道,有关控制水稻种子萌发物质利用效率的遗传机制知之较少,因而培育高种子活力的品种对发展直播稻意义重大,具有广阔的应用前景。
2. 研究的基本内容和问题
2.1 研究目标:2.1.1对水稻种子物质利用相关的性状,包括幼苗干重、物质动用量和物质利用率等三个性状进行遗传分析;2.1.2采用有效混合模型(emmax)进行全基因组关联分析,检测与物质利用相关联的位点。
2.2. 研究内容2.2.1暗条件下直播稻发芽实验采用400份自然群体,在全营养条件下进行直播发芽实验,分析种子萌发过程中物质利用相关性状:幼苗干重、物质动用量和物质利用率等指标。
比较不同群体和群体间物质利用情况的差异2.2.2种子萌发期物质利用相关性状的关联分析首先获得mccouch等开发与构建覆盖水稻全基因组的含有700,000个高质量snp标记的高密度遗传图谱,运用tassel 5.0对以上snps进行筛选过滤。
3. 研究的方法与方案
3.1 研究方法和实验方案3.1.1采用暗条件直播发芽实验,设定三个不同的播种深度,选择其中发芽条件最好的深度条件,测定发芽7天后的根,芽干重和剩余种子干重等指标。
3.1.2获得mccouch等开发与构建覆盖水稻全基因组的含有700,000个高质量snp标记的高密度遗传图谱,运用tassel 5.0对以上snps进行筛选过滤。
3.1.3用emmax模型,结合224份供试材料表型数据进行全基因组关联分析,关联分析的结果用 manhattan 图和 qq-plot 图来表示,结合水稻基因组注释相关数据库,对关联snp位点的候选基因进行搜索。
4. 研究创新点
4 本项目创新之处首先,根据研究目标设置独特的实验条件,模拟田间直播稻生产的情景,采用覆土5厘米深度、避光条件,控制土壤含水量,确保没有额外光合作用。
其次,通过对不同性状数据的收集,可以分析不同性状间的相互关联。
最后采用全基因组关联分析的生物信息学方法,与传统的qtl定位相比,可以快速分析大批群体和基因位点,直接进行精细定位,结果可靠,缩短数据分析时间。
5. 研究计划与进展
5 项目研究计划及预期进展2017年9月至10月:用224份自然群体进行直播发芽实验,获取发芽7天的幼苗根、芽干重、直播前和七天后种子干重等数据。
2017年11月至2018年1月:完成基因组snp数据的分析。
2018年2月至2018年3月:对全基因组关联分析结果进行筛选,对其中几个可能的基因座进行单倍型和表达分析;2018年4月至5月:总结研究成果和撰写研究论文。
